Měřič VF výkonu

Popis

Delší dobu mi doma ležel starý analogový budík bez využití. Mám na mysli obyčejný ručičkový přístroj výrobce Metra Blansko. Původně v něm něco nejspíš bylo, ale jediné, co je důležité znát, jsou parametry maximální výchylky ručičky při přivedení signálu přímo na vychylovací vinutí - konkrétně napětí odpovídá asi 850 mV, proud 500 uA, což dává odpor vinutí nějakých 1,7 kOhm, což je krásně vysoká hodnota. Můj plán byl využít ho pro měřič VF výkonu převážně u vysílaček. Takový jednoduchý přístroj není nic jiného než zátěž, usměrňovač, vyhlazovací kondenzátor a nějaký indikátor. Jako zátěž jsem zvolil paralelní kombinaci dvou 100 Ohm 5 W výkonových odporů. To odpovídá výslednému odporu 50 Ohm a maximální výkonové ztrátě 10 W (krátkodobé přetížení není problém).

UPOZORNĚNÍ! Při výběru zatěžovacích odporů je potřeba mít jistotu, že se jedná o vrstvové, nikoliv drátové odpory, které by při vyšších frekvencích vykazovaly nezanedbatelnou indukčnostní reaktanci!

Jako usměrňovač byla zvolena signálová dioda 1N4148, která by měla být dostatečně rychlá pro tuto aplikaci alespoň někam do VHF pásma. Vyhlazovací kondenzátor může být vzhledem k nízké spotřebě samotného indikátoru poměrně malý, stačí řádově desítky až stovky nF. V případě použití analogového budíku bez předřadníku je potřeba předřadník dodělat. Nejjednodušší konstrukce není nic jiného, než odpor v sérii s jeho vychylováním vinutím. Já jsem ještě přidal přepínač na 2 rozsahy (12 V a 32 V, na zátěži 50 Ohm zhruba 3 W a 20 W), což ale není nutnost. Optimální je jako předřadník využít jeden pevný a druhý proměnný odpor (např. víceotáčkový trimr), aby se dal měřič přesně zkalibrovat. Pro co nejpřesnější měření je totiž třeba brát ohled například na úbytek napětí na usměrňovací diodě, skutečnou střední hodnotu stejnosměrného napětí na vyhlazovacím kondenzátoru apod. Stupnice by bylo lepší než lineární udělat logaritmické, aby mohl být zobrazovaný přímo výkon, nikoliv jen napětí, které se pak na výkon přepočítá podle vztahu P = U^2 / 50. Toho jsem zatím bohužel nebyl schopen, ale časem se pokusím stupnici vyměnit. Oba rozsahy jsem tedy ocejchoval efektivní hodnotou napětí, takže podle uvedeného vztahu vyjde přímo efektivní výkon. Pokud by indikátor ukazoval skutečnou stejnosměrnou (teoreticky špičkovou) hodnotu, vztah pro efektivní výkon by pak byl P = ((U^2) / 1,41) / 50.

Schéma zapojení

Shrnutí a možná vylepšení

Celé zařízení jsem zabudoval do krabičky analogového budíku, do které jsem zezadu vyvrtal díru pro přepínač rozsahů a SMA konektor pro přivedení signálu. Tato konstrukce má výhodu, že je extrémně jednoduchá, nepotřebuje nezávislý napájecí zdroj a při troše snahy se dá docílit poměrně použitelných výsledků měření. Ještě by nebylo na škodu přidat ochranu budíku proti přepálení vychylovacího vinutí, která by se dala realizovat například pomocí dvou sériových kombinací křemíkových diod zapojených antiparalelně, což by omezilo případnou napěťovou špičku obou polarit na zhruba 1,4 V, což ještě budík krátkodobě vydrží.