| Zajęcia 8. Pomiary w układach radiowych | ||||
|
1. Pomiary I, U, R, P Do pomiaru natężenia prądu (I) stosuje się amperomierze, które włącza się szeregowo ze źródłem i odbiornikiem energii (rys. 1).
 Z kolei do pomiaru napięcia (U) stosuje się woltomierze (rys. 2), które włącza się równolegle do odbiornika lub źródła prądu, na którym mierzy się napięcie (różnicę potencjałów dwóch punktów obwodu). Najprostszym woltomierzem bądź amperomierzem prądu stałego jest miernik magnetoelektryczny z włączonym rezystorem (w przypadku woltomierza - szeregowo, amperomierza - równolegle. Pomiaru napięcia zmiennego dokonuje się woltomierzem z prostownikiem. Podziałkę woltomierza (amperomierza) cechuje się w wartościach skutecznych napięcia (prądu). Do pomiaru rezystancji (R) stosuje się omomierze (rys. 3). Działanie omomierza jest oparte na prawie Ohma i z tego względu najprostszy układ składa się z amperomierza z baterią (np. 1,5V typu R6) w obwodzie pomiarowym (jest jeszcze potencjometr do zerowania). Przed pomiarem należy omomierz analogowy każdorazowo "wyzerować". Po zwarciu końcówek pomiarowych za pośrednictwem potencjometru sprowadza się wskazówkę na podziałkę o Ohm. Do pomiaru mocy (P) wykorzystuje się watomierze (metoda bezpośrednia) lub woltomierze i amperomierze (metoda pośrednia). Wartość mocy prądu stałego wyznacza się z zależności P = U * I. Przy pomiarze mocy w.cz., np. mocy wyjściowej nadajnika, można mierzyć napięcie skuteczne w.cz. na znanej rezystancji i następnie wyznaczyć moc ze wzoru: P = Uz / R gdzie R - sztuczne obciążenie, np. rezystor 50 Ohm o odpowiedniej mocy. 2. Pomiar współczynnika fali stojącej (WFS, SWR) Do pomiarów antenowych (pomiar fali padającej, pomiar fali odbitej, a w konsekwencji współczynnika fali stojącej) wykorzystuje się reflektometry, które włącza się pomiędzy nadajnik a linię antenową. Za jego pomoc można również zestroić nadajnik na maksymalną moc wyjściową. 3. Pomiar częstotliwości (f) Do pomiaru częstotliwości powszechnie wykorzystuje się cyfrowe mierniki częstotliwości. Sygnały pomiarowe w.cz., po wzmocnieniu oraz ukształtowaniu do przebiegu prostokątnego, są bramkowane sygnałem wzorcowym, a następnie zliczone i wyświetlone.  4. Przyrządy pomiarowe Podstawowego podziału przyrządów pomiarowych można dokonać według sposobu wskazań wyników pomiaru na: - przyrządy analogowe (wskazówkowe), - przyrządy cyfrowe (LED, LCD, mikroprocesorowe). Podstawowym przyrządem wskazówkowym jest miernik magnetoelektryczny z ruchomą cewką, w którym ruch wskazówki jest wywołany wzajemnym oddziaływaniem dwóch póf magnetycznych: pola magnesu trwałego i pola wytworzonego przez prąd płynący w cewce umieszczonej w polu tego magnesu (im większy prąd, tym większe wychylenie). Najprościej mówiąc, przyrządy cyfrowe działają na zasadzie zliczania impulsów przepuszczanych przez bramkę w czasie proporcjonalnym do wartości analogowego sygnału mierzonego. Impulsy wychodzące z bramki są zliczane, a następnie po zdekodowaniu ich liczba jest wyświetlana na wskaźniku. 5. Przyrządy uniwersalne Podstawowym przyrządem radioamatora jest wielozakresowy przyrząd uniwersalny. Składa się on z opisanych już wyżej przyrządów (najczęściej woltomierza, amperomierza, omomierza) zebranych w jedną całość. Nie wszystkie przyrządy posiadają układy zabezpieczające przed przeciążeniem czy niewłaściwym włączeniem (przekroczeniem wartości mierzonej), z tego względu podczas wykonywania pomiarów należy przestrzegać następujących podstawowych zasad: a) Podczas pomiarów należy zachować dużą ostrożność, aby nie ulec porażeniu prądem. Końcówki pomiarowe powinny być dobrze izolowane (oryginalne, będące na wyposażeniu przyrządu spełniają takie warunki). Wskazane jest dokonywać pomiarów tylko jedną ręką (druga nie powinna dotykać masy). b) Podczas pomiarów napięć i prądów, jeżeli nie możemy oszacować rzędu ich wartości, należy zawsze rozpoczynać pomiary od najwyższego zakresu, a dopiero potem ustalić optymalny zakres (na 2/3 podziałki). c) Nie należy używać zakresów omomierzowych do pomiarów w obwodach z napięciem. Przed pomiarem wskazane jest rozładowanie kondensatorów elektrolitycznych. d) Do sprawdzania przejścia w obwodach można wykorzystywać omomierz ustawiony na najmniejszą rezystancję, a przy sprawdzaniu dużej rezystancji (przerwa, izolacja) ustawić na pomiar dużej rezystancji. Uniwersalnym przyrządem pomiarowym jest również oscyloskop, którym można wizualnie obserwować przebiegi elektryczne na ekranie lampy oscyloskopowej. Umożliwia on przeprowadzenie pomiarów podstawowych: napięcie, natężenie prądu, moc, przesunięcie fazowe, częstotliwość, badanie i pomiary elementów. Oscyloskopu można użyć również do pomiarów obwiedni kształtu sygnału wyjściowego nadajnika, a zarazem wyznaczania współczynnika głębokości modulacji nadajnika AM. Warto wspomnieć o jeszcze jednym, uniwersalnym przyrządzie pomiarowym radioamatora, którym jest falomierz-generator (dip meter). Pozwala on na pomiar parametrów obwodów rezonansowych (L, C, f), linii przesyłowych i anten oraz na strojenie poszczególnych stopni nadajnika czy odbiornika. Do pomiarów w radiokomunikacji są również stosowane radiotestery. Radiotestery są złożonymi przyrządami pomiarowymi, umożliwiającymi całościowe sprawdzenie i pomiar wszystkich parametrów nadajnika oraz odbiornika (transceivera, radiotelefonu). Najkrócej mówiąc, są to swego rodzaju kombajny zastępujące kilka lub kilkanaście przyrządów pomiarowych.
| ||||
Pełny program kursu