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segunda-feira, março 06, 2017

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ENTENDENDO A POTÊNCIA DO SEU RÁDIO

Quando assovio o rádio entrega 100 Watts medidos no wattímetro, mas
quando eu falo a potência não passa de 60 ...
E daí?

E daí que...
esta deve ser uma das coisas que mais intrigam o radioamador, até os mais experimentados. Como resultado vem a ansiedade e a vontade de mexer, "palitar" o transmissor. Isso nos colegas mais tarimbados nas técnicas e macetes da rádio-eletricidade. Os leigos são invadidos por uma decepção terrível, complexo de inferioridade e a tradicional questão que mais ouvimos na faixa... " não está saindo quase nada de potência, acho que tem alguma coisa errada. Vou ver se descubro...
Meu transmissor está modulando pouco, me dá uma reportagem como estou chegando por aí... blá, blá, blá..."


Abrir a potência do transmissor normalmente é possível, pois saem de fábrica com uma margem de folga para que o tanque final não trabalhe em alto regime. Mas lembre-se que essa potência foi dimensionada pela engenharia. Mexê-la implica em consequências e riscos. Por exemplo, o aumento na emissão de espúrios do equipamento, geração de harmônicos, mais consumo na fonte de alimentação que pode não ter sido dimensionada para atender essa nova demanda de corrente, e às vezes termina com uma discussão com os usuários das frequências adjacentes, que são
prejudicados com a "bigodeira" (splatter).

O que devemos saber na hora de efetuar uma medida de potência é:
* Qual a forma de onda que está sendo gerada?

* Este sinal dura tempo suficiente para que o medidor de potência dê a indicação correta?

* A leitura deste medidor acontece em uma só freqüência ou é resultado da soma de várias outras?

* Os resultados da medida foram Watts em PEP ou RMS ?

Qual a diferença entre Watts PEP e RMS ?

RESUMIDAMENTE...,
PEP (Peak Envelope Power) é a potência no pico do envelope de modulação, que varia ao longo do tempo mas não passa de um valor máximo.
RMS (Root Mean Square) é a potência dissipada por uma carga, ou o valor efetivo de uma tensão ou corrente média ao longo do tempo de transmissão, ignorando o pico.

Cálculos matemáticos mostrariam as diferenças, mas complicariam e para o Radioamador em geral não vêm ao caso.

Ah, mas PEP é maior que RMS, não é?
NÃO. PEP nada mais é do que um componente da potência RMS, mas apenas escolhida a medição no nível do pico do sinal. Sabendo que o estágio de potência do transceptor tem limites impostos pelo projeto, distorções, etc..., e que a voz é composta de formas de ondas diversas, temos que selecionar o maior valor de voltagem em um espaço de tempo e usar este valor para calcular a potência PEP. Já a RMS é a média da potência entregue neste mesmo espaço de tempo.
Dizer "no pico" é importante pois nos alerta que este valor não está presente todo o tempo. Assim, quando ele ocorrer o medimos e o usamos para o cálculo da potência.
Aqui entra nosso velho conhecido: "Oooola", na prática um gerador de pico.
A potência máxima neste vocábulo poderia se aproximar de um assovio e chegar nos 100 watts indicados no wattímetro. E este valor somente acontece de tempos em tempos, no pico do "OOOla". Assim, para expressar a potência quando usamos formas de ondas complexas como esta, para efeitos de medição da potência de transmissão adotou-se o watt PEP.

A preguiça dos Wattímetros
É fácil observar nos wattímetros analógicos o tempo que o ponteiro leva para sair do zero e estabilizar a indicação quando medimos um sinal contínuo de CW. Com a modulação esta inércia causa a tal crise de ansiedade. Como a voz produz formas de onda com áreas variáveis, o nosso instrumento só vai indicar aquilo que ele tiver tempo de mostrar.
As diferenças entre o assovio e a modulação normal é que no primeiro caso estamos praticamente gerando um pico por tempo suficiente para a leitura ser efetuada. Durante a modulação normal, nem todos os wattímetros indicam o que devem se não tiverem sido construídos para tal fim. Daí a existência de instrumentos digitais com retenção de picos, especialmente fabricados para ler formas de onda variáveis e assim mostrar o valor PEP. Os transceptores mais modernos permitem essa visualização no essímetro, os quais são digitais, portanto muito mais velozes e eficientes que um analógico (com ponteiro).

Cuidados para não levar à distorção do áudio!
Em SSB a potência é diretamente dependente do nível de modulação. Isto significa que se não tivermos um processo que mantenha a modulação num nível alto, com certeza a potência vai variar e cair muito. Por isso vemos no wattímetro só 60 watts quando modulamos com poucos picos (em conversa normal) sem processamento do áudio. Então utilizamos circuitos que aumentam a voltagem daquelas partes menores do tal envelope de modulação, o que acaba se manifestando como uma quase distorção, tolerável. Ficamos felizes, pois a potência média crescerá e os wattímetros convencionais mostrarão mais energia sendo despejada na antena, que para um equipamento de "100 watts" pode ficar entre 80 e 100 watts, dependendo do instrumento e da quantidade de processamento utilizado. Já os wattímetros digitais "de pico" mostrarão sempre algo entre 80 e 100W, com ou sem o processador acionado.

Infelizmente, uma coisa que estes instrumentos não mostram são os produtos causados pela saturação nos estágios de potência dos transceptores. Assim, mexer principalmente nos ajustes de ALC, é a manifestação mais comum da crise de ansiedade causada pelos wattímetros lentos. Uma coisa é aumentar a potência média processando áudio ou RF e ter os subprodutos destes estágios (intermodulação e harmônicos) removidos pelo filtro de SSB. Outra, completamente diferente, é alterar o ajuste do ALC, permitindo excessos de excitação, distorções audíveis por aqueles que estão na mesma freqüência do "ansioso". Neste caso, os produtos que deveriam ser removidos pelo filtro de SSB não o são.

E assim temos o splatter, bigodeira ou outros termos similares. Não há receptor nas freqüências adjacentes que se livre destes espúrios pois afinal eles são sinais de RF transmitidos.
Para essa Estação o wattímetro deveria estar mostrando uns 150 watts! Porém distribuídos da seguinte forma: 100W na rádio-frequência mostrada pelo essímetro do operador, e espalhando uns 25W nos 3KHz anteriores e mais 25W nos 3KHz superiores. 


Bigodeira, saturação...
Como melhorar sem estragar ?
Por isso, se o seu equipamento somente tem aquele punch com o ALC aberto ou se esta proteção deixa a modulação "presa", procure alterar a constante de tempo deste circuito. E para recuperar o punch use o processador de áudio. Faltou "brilho"? Um filtro de SSB um pouco mais largo na transmissão pode resolver, ou mesmo um equalizador de áudio para o microfone. O processador "embola"? Revise o ajuste do oscilador de SSB, que pode estar muito "dentro" do filtro. Ou então se o equipamento somente dispõe de processador de áudio, reduza a quantidade de graves entre o microfone e o rádio.

O que é a POTÊNCIA EFETIVA IRRADIADA ?
A Potência Efetiva Irradiada ou ERP (Effective Radiation Power) é a potência nominal entregue na saída do transmissor, menos a perda pela incidência de potência refletida (ROE), menos a perda que ocorre na linha de transmissão, multiplicada pelo ganho da antena.
Exemplo:
Potência entregue pelo Transmissor .... 100 watts
Perda hipotética por ROE naquela Frequência (10%) ... 10 watts
Perda pela linha de Linha de Transmissão naquela Frequência (5%) ... 5 watts
Ganho do Sistema Irradiante (3 dBd ou o dobro de ganho em relação a dipolo) ... 2
ERP = 170 Watts
Como dificilmente conseguimos ter uma antena sem nenhuma refletida, e como obrigatoriamente acontece perda de potência na linha de transmissão, é de suma importância que tenhamos um sistema irradiante com o maior ganho possível para que nossa ERP tenha boa performance.

Para que isso fique claro, no exemplo acima, se o operador estivesse utilizando uma antena dipolo, sua POTÊNCIA EFETIVA IRRADIADA seria apenas de 85 Watts.

Créditos: Joel Costa - PY3KT
((•)) Ouça este post

Um comentário:

Luiz C. Pinheiro disse...

Aqui vale lembrar também 2 aspectos no que se refere a TX e RX:

Antenas plano terra, verticais de 5/8 e dipolos tem um diagrama de irradiação próximos a figura de um 8 e portanto são pouco direcionais.
Já as antenas direcionais de 3,4 e 5 elementos, tem um diagrama de irradiação mais estreito e proporcionam não um ganho efetivo mas sim a potencia do TX sendo toda ela direcionada em uma determinada direção por isso diz-se que se comportam como se houvesse um ganho.

Por outro lado deve-se também considerar o lado da recepção. Para incrementar uma unidade "S" no S-Meter do receptor que estiver-mos sintonizando é preciso quadruplicar a potência (multiplicar por 4). Não esquecer que a diferença entre unidades num S-Meter corretamente calibrado é igual a 6 dB. Na prática isto quer dizer que:

S-7 com 10 watts
S-8 com 40 watts
S-9 com 160 watts

Ou seja, quando o colega reporta que voce chega S-7, não há mais nada a fazer. Se voce quer chegar lá com S-8, voce deverá quadruplicar sua potência de transmissão. Daí entra em ação os amplificadores lineares (secretárias) uma vez que voce já extraiu toda a potencia que seu radio pode dar. Aqui não considero as condições de propagação; falo apenas de potência.

Saiba que decibéis (uma décima parte do Bell) medem uma relação logarítmica (e não linear) entre grandezas, e o dobro (2 vezes) nessa escala é igual a 3 dB.

Um grande abraço e continue assim como voce é. Sincero em suas ponderações e convicto na divulgação dos seus conhecimentos.

Luiz Carlos
PX4A0124

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→ TVi ↓

TVi é um dos problemas mais sérios que o radio-operador pode sofrer. Pensando nisso, aqui vai algumas dicas seguras sobre como evitar este problema.

1º Cabo: Tem gente que acha que é só soldar o fio no conector e está tudo certo. Ledo engano!

Antes de soldar o conector, certifique-se que a malha esteja totalmente prateada, brilhando. Caso não esteja, substitua o cabo, ele está oxidado. "É a ação do tempo".

2º Conector: Verifique a qualidade do conector no ato da compra, e caso seu conector esteja a anos sendo utilizado (ou guardado), passe uma lixa fina por dentro no local onde encaixa a malha. Não deve haver nenhum tipo de sujeira ou sinal de oxidação.

3º Conector fêmea do rádio: Utilize uma chave de estria tamanho 19 e aperte a porca. Mal contato é um problema sério. Verifique a solda interna após o reaperto.

4º Não utilize antena tipo 5/8 caseira entre prédios e condomínios que estejam em locais mais altos que sua estação à distâncias menores de 10 metros. Lembre-se que a antena 5/8 irradia em ângulo reto, e a antena de tv do vizinho pode ser aquele famoso "bombrill".

Escolha sempre antena 5/8 industrial. Se for caseira utilize 1/4 de onda, pois seu lóbulo de irradiação aponta a ionosfera, ao invés do horizonte, como no caso da 5/8.

5º Não abra o ALC do equipamento. O ALC libera espúrios. Ao abrir potência do equipamento mantenha a proteção ALC. Da mesma forma que fazemos em nosso laboratório. Isso é imprescindível. Abrir ou aumentar potência não tem nada a ver com liberar ALC. Isso é para incompetentes e palitadores. Se abrir a potência do equipamento lembre-se de deixar o ALC atuando.

6º Estacionária: Nunca se esqueça que estacionária baixa não tem nada a ver com ressonância. A antena pode estar com roe ótima em determinado local, mas ressonar lá na casa do...

7º Identificar o "plano terra": Plano terra não tem nada a ver com antena plano terra. Você deve saber onde é o plano terra de sua estação, e o mesmo não tem nada a ver com o solo. Descobrindo o plano terra, a partir dele você saberá qual é a altura ideal para sua antena. Respeitando esta regra, além do rendimento otimizado de sua Estação, jamais correrá riscos de TVi. Dúvidas?

Consulte-nos.

→ Power RF Aprenda ↓

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Como saber a potência correta sem ser enganado?

Primeiro, pesquise sobre o DATASHEET do transistor do seu rádio, leia a respeito, verifique a potência máxima levando em consideração a voltagem do transistor. A base de cálculo é a fonte de alimentação, então o parâmetro é 13,8 volts.

Se apresenta 8A de consumo em amperímetro digital "com congelamento de pico máximo", basta multiplicar 13,8v por 8A e o resultado dividir por 2.66, eis a potência correta, que são 41,5 watts de envelope - PEP. Em miúdos, no assovio tem que dar 41,5 watts, e na modulação 60% por conta do péssimo modulador original, então restam quase 25 watts de modulação real. Viu porque não adianta palitar? Girar ou abrir posição de trimpot apenas gera mais calor, e calor é igual a perda. Quanto mais se aquece o transistor, mais fecha a entrada de gate quando aquecido, e por isso você precisa alterar alguns componentes na saída, porque eles impedem o rendimento da potência final (isso só serve para rádios PX).

Um rádio na atualidade - 2015 - original apresenta 20w PEP SSB em média, então você tem 13,8v X 4A de consumo, que é = 55.2w Dividido por 2.66 = 20,75w efetivos. Ou seja, fonte de 5A para esse rádio original toca com folga.

Rádios com upgrade apresentam consumo entre 12A e 16A "em média" para mais, então você tem 13,8v X 12A = 165,6W em calor (em perda) divididos por 2,66 = +- 60w que representa o % aproveitável, e em média máxima "para 13,8v". Com voltagens DC to DC na alimentação, essa potência pode ultrapassar os 100 watts aproveitáveis, mas não há área de dissipação, então não recomendo. A bem da verdade, eu literalmente pago para ver alguém conseguir reproduzir o sistema que patenteamos, DC to DC.

Se utilizar bateria de 12v, o consumo em amperagem é maior. Quanto maior a voltagem, menor consumo em amperagem, quanto menor voltagem, maior consumo em amperagem.

By: Lei de Ohm.

Medições fora deste parâmetro são equivocadas.

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→ Dica de Segurança

A vantagem do Rádio na estrada, além da possibilidade de fazer grandes amigos, é saber o que está acontecendo lá na frente. Um possível deslizamento, bloqueio de pista, uma possível blitz falsa, assaltos, áreas perigosas, carros suspeitos e acidentes. Na verdade, o operador da Faixa do Cidadão precisa de muita malícia, porque em todo lugar haverá maldade e oportunismo. Já houve caso de amigo que quase foi morto em emboscada armada através de convites feitos na própria faixa. Pessoas que se passaram por radio-operadsores o chamaram para tomar um café e o mesmo foi, sem maldade nenhuma, mas estavam na verdade de olho em sua carga de remédios, relata João, Estação Cachorro Louco (Juiz de Fora MG). Portanto amigos, é possível sim fazer do rádio um ambiente saudável e seguro, basta denunciar quaisquer irregularidades e ficar atentos a desvios de conduta. Aproveite e faça sua parte, seja cordeal, e não se misture com radio-operadores que desrespeitam a faixa utilizado linguajar de baixo calão. Em caso de problemas, procure um posto da Polícia Rodoviária Estadual/Federal.

Oferecimento:

PXJF YOUTUBEadio.com.br

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