## Mätningar för radioamatörer

* Viktiga mätningar: uteffekt och HF-spänningar
* Mätning av sändarens uteffekt kräver en definierad avslutning
* Vanlig impedans i amatörradio: $\qty{50}{\ohm}$
* Att mäta direkt i kopplingen är bara meningsfullt vid små effekter

---
## Mätning av HF-spänning

* HF-spänning mäts med en HF-probe
* Diodlikriktning och utjämning med en efterföljande kondensator

---
### HF-probe med enkel likriktning

<left>
[picture:576:a_messung_hf_tastkopf_leistungsmessung:Mätprobe för HF-effektmätning via en spänningsdelare]
</left>
<right>
* En diod vid utgången ger HF-spänningens toppvärde
* Minus diodens framspänning och ev. spänningsdelare
</right>

---
### HF-probe med dubbel likriktning

<left>
[picture:770:a_messung_hf_tastkopf_doppeldiode:HF-probe med två dioder för båda halvperioderna]
</left>
<right>
* Två dioder ger högre mätnoggrannhet, särskilt vid små effekter
* Båda halvperioderna likriktas
* Resultat: dubbla toppspänningen minus två gånger diodernas framspänning
</right>

---
### Mätning av höga HF-effekter

* Kräver en belastbar dämpsats
* Tar upp en stor del av effekten
* Dämpsatsen måste ingå i beräkningen

---
## Kalibrering av mätkopplingar

* Nödvändig för exakta effektmätningar
* Korrektionsvärden måste tas fram

---
### Beräkning av en HF-probe

<left>
[picture:576:a_messung_messschaltung_beispiel_1:Exempel på en HF-mätkoppling]
</left>
<right>
* Insignalen avslutas impedansriktigt
* Spänningen halveras av spänningsdelaren
* Efter likriktning med dioden återstår toppspänningen minus framspänningen
</right>

--- style="font-size: smaller;"
#### Lösningsgång

* given: $P_E = \qty{1}{\watt}$
* given: $U_F = \qty{0,23}{\volt}$
* given: $R_V = \qty{110}{\ohm}$, $R_T = \qty{330}{\ohm}$
* sökt: $U_A$


<fragment>
$\begin{split}R &= \left(\frac{1}{R_T + R_T} + \frac{1}{R_V} + \frac{1}{R_V}\right)^{-1}\\ &= \left(\frac{1}{\qty{330}{\ohm} + \qty{330}{\ohm}} + \frac{1}{\qty{110}{\ohm}} + \frac{1}{\qty{110}{\ohm}}\right)^{-1}\\ &= \qty{50,77}{\ohm}\end{split}$
</fragment>

--- style="font-size: smaller;"
* given: $P_E = \qty{1}{\watt}$
* given: $U_F = \qty{0,23}{\volt}$
* beräknat: $R = \qty{50,77}{\ohm}$
* sökt: $U_A$

<fragment>
$\begin{split}P_E &= \frac{U_{E,eff}^2}{R}\\ \Rightarrow U_{E,eff} &= \sqrt{P_E \cdot R}\\ &= \sqrt{\qty{1}{\watt} \cdot \qty{50,77}{\ohm}}\\ &= \qty{7,125}{\volt}\end{split}$
</fragment>

--- style="font-size: smaller;"
* given: $U_F = \qty{0,23}{\volt}$
* beräknat: $U_{E,eff} = \qty{7,125}{\volt}$
* sökt: $U_A$

<left>
<fragment>
$\begin{split}U_S &= U_{E,eff} \cdot \sqrt{2}\\ &= \qty{7,071}{\volt} \cdot 1,414\\ &= \qty{10,07}{\volt}\end{split}$
</fragment>
</left>
<right>
<fragment>
$\begin{split}U_A &= \frac{U_S}{2}\,-\,U_F\\ &= \frac{\qty{10,07}{\volt}}{2}\,-\,\qty{0,23}{\volt}\\ &= \qty{5,035}{\volt}\,-\,\qty{0,23}{\volt}\\ &= \qty{4,805}{\volt} \approx \qty{4,8}{\volt}\end{split}$
</fragment>
</right>

---
### Beräkning av ineffekten ur uppmätt likspänning

<left>
[picture:577:a_messung_messschaltung_beispiel_2:Exempel på en HF-mätkoppling]
</left>
<right>
* Spänningen vid spänningsdelaren motsvarar utspänningen plus diodspänningen
* Beräkna effektivvärden
* Bestäm ineffekten via kopplingens resistans
</right>

--- style="font-size: smaller;"
#### Lösningsgång
* given: $U_A = \qty{14,9}{\volt}\text{ DC}$
* given: $U_F = \qty{0,7}{\volt}$
* given: $R_1 = \qty{54,1}{\ohm}$, $R_T = \qty{330}{\ohm}$
* sökt: $P_E$

<left>
<fragment>
$\begin{split}R &= \left(\frac{1}{R_T + R_T} + \frac{1}{R_1}\right)^{-1}\\ &= \left(\frac{1}{\qty{330}{\ohm} + \qty{330}{\ohm}} + \frac{1}{\qty{54,1}{\ohm}}\right)^{-1}\\ &= \qty{50}{\ohm}\end{split}$
</fragment>
</left>
<right>
<fragment>
$\begin{split}U_S &= \left(U_A + U_F\right) \cdot 2\\ &= \left(\qty{14,9}{\volt} + \qty{0,7}{\volt}\right) \cdot 2\\ &= \qty{31,2}{\volt}\end{split}$
</fragment>
</right>

--- style="font-size: smaller;"
<left>
* beräknat: $R = \qty{50}{\ohm}$
* beräknat: $U_S = \qty{31,2}{\volt}$
* sökt: $P_E$

<fragment>
$\begin{split}U_{E,eff}\\ &= \frac{U_S}{\sqrt{2}}\\ &= \frac{\qty{31,2}{\volt}}{1,414}\\ &= \qty{22,06}{\volt}\end{split}$
</fragment>
</left>
<right>
<fragment>
$\begin{split}P_E &= \frac{U_{E,eff}^2}{R}\\ &= \frac{(\qty{22,06}{\volt})^2}{\qty{50}{\ohm}}\\ &\approx \qty{9,7}{\watt}\end{split}$
</fragment>
</right>

---
### HF-probe med dubbel toppvärdeslikriktning

<left>
[picture:771:a_messung_hf_tastkopf_doppeldiode_2:HF-probe med dubbel toppvärdeslikriktning]
</left>
<right>
* Beräkning som vid enkel likriktning
* Dessutom beaktas den dubbla toppspänningen
* Beakta dubbla framspänningen hos dioderna
</right>

--- style="font-size: smaller;"
#### Lösningsgång

* given: $U_A = \qty{15,3}{\volt}\text{ DC}$
* given: $U_F = \qty{0,23}{\volt}$
* given: $R_{V1} = \qty{56}{\ohm}$, $R_{V2} = \qty{470}{\ohm}$
* sökt: $P_E$

<left>
<fragment>
$\begin{split}R &= \left(\frac{1}{R_{V1}} + \frac{1}{R_{V2}}\right)^{-1}\\ &= \left(\frac{1}{\qty{56}{\ohm}} + \frac{1}{\qty{470}{\ohm}}\right)^{-1}\\ &= \qty{50,04}{\ohm}\end{split}$
</fragment>
</left>
<right>
<fragment>
$\begin{split}U_S &= \frac{U_A}{2} + U_F\\ &= \frac{\qty{15,3}{\volt}}{2} + \qty{0,23}{\volt}\\ &= \qty{7,88}{\volt}\end{split}$
</fragment>
</right>

--- style="font-size: smaller;"
<left>
* beräknat: $R = \qty{50,04}{\ohm}$
* beräknat: $U_S = \qty{7,88}{\volt}$
* sökt: $P_E$

<fragment>
$\begin{split}U_{E,eff} &= \frac{U_S}{\sqrt{2}}\\ &= \frac{\qty{7,88}{\volt}}{1,414}\\ &= \qty{5,57}{\volt}\end{split}$
</fragment>
</left>
<right>
<fragment>
$\begin{split}P_E &= \frac{U_{E,eff}^2}{R}\\ &= \frac{{\qty{5,57}{\volt}}^2}{\qty{50,04}{\ohm}}\\ &\approx \qty{600}{\milli\watt}\end{split}$
</fragment>
</right>

--- style="font-size: smaller;"
#### Lösningsgång

* given: $U_A = \qty{15,3}{\volt}\text{ DC}$
* given: $U_F = \qty{0,23}{\volt}$
* given: $R = \qty{50}{\ohm}$ från mätsystemet
* sökt: $P_E$

<left>
<fragment>
$\begin{split}U_S &= \frac{U_A}{2} + U_F\\ &= \frac{\qty{15,3}{\volt}}{2} + \qty{0,23}{\volt}\\ &= \qty{7,88}{\volt}\end{split}$
</fragment>
</left>
<right>
<fragment>
$\begin{split}U_{E,eff} &= \frac{U_S}{\sqrt{2}}\\ &= \frac{\qty{7,88}{\volt}}{1,414}\\ &= \qty{5,57}{\volt}\end{split}$
</fragment>
</right>
  
--- style="font-size: smaller;"
* beräknat: $U_{E,eff} = \qty{5,57}{\volt}$
* given: $R = \qty{50}{\ohm}$ från mätsystemet
* sökt: $P_E$

<fragment>
$\begin{split}P_E &= \frac{(U_{E,eff} \cdot 10)^2}{R}\\ &= \frac{(\qty{5,57}{\volt} \cdot 10)^2}{\qty{50}{\ohm}}\\ &\approx \qty{60}{\watt}\end{split}$
</fragment>

--- style="font-size: smaller;"
## Fältstyrkeindikator för effektmätning

<left>
[picture:496:a_messung_feldstaerkeanzeiger:Fältstyrkeindikator]
</left>
<right>
* Mätning av HF-effekten via en antenn
* Mottagen HF likriktas och buffras
* Visning med känsligt strömmätinstrument
* Ju större visarutslag, desto högre HF-fältstyrka
* Exakta mätningar kräver kalibrering
</right>