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O que é um medidor de potência / watímetro de RF e microondas: tutorial

O que é um medidor de potência / watímetro de RF e microondas: tutorial

Em muitas áreas de desenvolvimento, projeto, teste, reparo e serviço de campo de RF, medidores de potência de RF e microondas ou wattímetros são necessários.

A potência de RF é um parâmetro importante para muitas aplicações e, como resultado, medidores de potência de RF são necessários.

A medição de potência de RF pode ser realizada de várias maneiras, cada uma com suas próprias características, vantagens e desvantagens. É necessário escolher a forma correta de medição de potência para qualquer aplicação particular. Desta forma, os resultados da medição de potência revelarão os dados necessários e permitirão que o sistema seja testado da maneira correta.

Embora a medição de potência de RF possa ser considerada simplesmente como usar um medidor de potência de RF ou um medidor de potência de microondas, este não é apenas o caso. Conhecer as diferentes técnicas de medição, compreender os diferentes tipos de medidores de potência de RF e as maneiras como os erros nas medições de potência de RF e microondas podem ser minimizados são fundamentais para fazer boas leituras de potência de RF.

Tipos de medidor de potência de RF e microondas

Existem várias maneiras de medir a potência de RF (incluindo a potência de microondas). Como resultado, existem diferentes classes de instrumentos de teste que podem ser usados ​​para medição de potência de RF:

  • Medidores de potência RF em linha: Esses medidores de potência de RF pegam uma amostra da potência que flui ao longo de uma linha de alimentação e usam isso para indicar o nível de potência. Esses medidores de potência de RF em linha são usados ​​em sistemas ao vivo, como transmissores de rádio, para verificar a potência de saída. Eles são normalmente direcionais e podem ser usados ​​para verificar a energia viajando em qualquer direção.
    As medições feitas por esses medidores de potência de RF não são sensíveis à frequência - eles medem a potência total que entra neles, independentemente da frequência (dentro das limitações gerais de frequência do instrumento).
  • Medidores de potência de RF de absorção: Como o nome indica, esses medidores de potência RF absorvem a potência que medem. Os medidores simples podem ser do tipo analógico, formados em uma única unidade que consiste em uma carga de RF, os diodos de detecção e um medidor analógico. Eles são adequados para vários aplicativos, mas podem ter seu desempenho limitado.

    Os tipos mais avançados utilizam um sensor de energia externo que pode ser conectado próximo à fonte de energia, e esses sensores de energia podem ser de vários tipos. Isso gera um sinal proporcional ao nível de potência que entra no sensor. O sinal do sensor é acoplado ao instrumento principal dentro do medidor de potência de RF geral para processar os resultados e exibir a leitura.

    As medições feitas por medidores de potência de RF de absorção não são sensíveis à frequência - eles medem a potência total que entra neles, independentemente da frequência (dentro das limitações de frequência gerais do instrumento).

    Os medidores de potência de RF de absorção com sensores externos normalmente têm leituras digitais ou, atualmente, muitos fornecem uma tela em que o resultado pode ser visto no formato mais conveniente. Para a operação, uma tensão analógica é gerada dentro do sensor de potência ou cabeça de potência e isso é alimentado na unidade principal do medidor de potência de RF. Com altos níveis de processamento de sinal digital disponíveis hoje em dia, muitos medidores de potência de RF contêm níveis significativos de processamento e isso pode permitir que uma variedade de tipos de sinais sejam medidos.

    Ao selecionar um medidor de potência RF ou um medidor de potência de micro-ondas, é importante selecionar o tipo correto de sensor de potência. Existem vários tipos diferentes de sensores de potência e são adequados para diferentes tipos de medição de potência de RF. Alguns tipos de sensor de potência de RF são adequados para fazer medições de potência média, enquanto outros podem fazer medições de potência de pulso ou potência de envelope de pico.
  • Analisadores de espectro e outros instrumentos: Instrumentos como analisadores de espectro possuem recursos de medição de potência dentro deles. Esses instrumentos são capazes de medir o nível de potência de RF em uma determinada frequência, mas não podem medir a potência total que entra em todas as frequências. As medições de potência de RF do analisador de espectro não costumavam ser precisas, mas com as melhorias em sua tecnologia, as medições de potência de RF têm níveis muito maiores de precisão.
    Como era de se esperar, as medições de potência feitas com analisadores de espectro são sensíveis à frequência e é possível medir a potência de um sinal em uma determinada frequência. Isso pode ser útil ao exigir medições de potência para uma frequência fundamental ou harmônicos ou outros sinais espúrios.

    Nota sobre o analisador de espectro:

    Os analisadores de analisadores de espectro fazem medições de sinais no domínio da frequência, exibindo os níveis dos sinais em relação à frequência. Assim, os analisadores de espectro são particularmente apropriados para muitas áreas, como projeto, serviço e reparo de RF, onde os níveis de sinais em diferentes frequências precisam ser visualizados.

    Leia mais sobre o Analisador de espectro.

Cada tipo de medidor de potência de RF ou wattímetro é usado em diferentes circunstâncias. No entanto, o medidor de potência de RF de absorção é o mais amplamente usado para medições laboratoriais precisas. Os medidores de energia através da linha tendem a ser mais usados ​​para aplicações de campo.

Unidades para medições de potência de RF e microondas

Potência é uma medida de energia por unidade de tempo e normalmente é medida em watts - esta é uma transferência de energia à taxa de um Joule por segundo.

Embora o watt seja a medida básica, muitas vezes é precedido por um multiplicador, pois os níveis de potência podem se estender por uma vasta gama. Níveis de quilowatts (103 watts), ou mesmo megawatts (106 watts) são usados ​​em algumas grandes instalações de energia, enquanto outras aplicações têm níveis muito mais baixos - miliwatts (10-3 watts) ou microwatts (10-6 watts) podem ser encontrados.

Em alguns casos, a energia pode ser especificada em termos de dBW ou dBm. Eles usam uma escala de decibéis logarítmica, mas relacionada a um determinado nível de potência.

Em si, um decibel não é um nível absoluto. É puramente uma comparação entre dois níveis e, por si só, não pode ser usado para medir um nível absoluto. As quantidades de dBm e dBW são as mais comumente usadas.

Nota sobre dBm e dBW:

Muitos níveis de potência são expressos em termos de dBm e dBW. Como um decibel é uma razão, esses são níveis de potência expressos em termos de decibéis relativos a um miliwatt e um watt, respectivamente.

Leia mais sobre o dBm e dBW.

Pode-se ver que medidores de potência de RF ou medidores de potência de microondas são cruciais para o engenheiro de desenvolvimento, engenheiro de serviço e engenheiro de campo em muitas áreas. Onde quer que os sinais de RF estejam presentes, é necessário ser capaz de medir os níveis de potência e medidores de potência RF dedicados ou wattímetros são frequentemente a melhor maneira de o conseguir. Em alguns casos, analisadores de espectro podem ser usados, mas para obter a melhor visão dos níveis de potência, um medidor de potência de RF ou wattímetro costuma ser o melhor método.


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