Universidad Mayor de San AndrsFacultad de TecnologaElectrnica y Telecomunicaciones

PREINFORME N1CONSTRUCCION DE CARGAS DE PRUEBAMateria: Lab. De Lneas de Transmisin y AntenasNombre: Univ. Erick Vladimir Herrera NinaDocente: Lic. Javier N. Yujra TarquiAuxiliar: Univ. Limber E. Lpez lvarezAo: 2014

1. CONSTRUCCION DE UNA CARGA DE PRUEBA2. OBJETIVOSa) GENERALES.El objetivo del presente laboratorio es el de construir una carga anti inductiva de pruebas para la medida de potencias en RF. b) ESPECIFICOSPara realizar el ajuste y calibrado de transmisin, se necesita, una carga anti inductiva de 50 que soporte una determinada potencia dependiendo del equipo. Esta carga se conectara a la salida del equipo para simular la antena.En el presente laboratorio se construir una carga que soporte hasta 20w de potencia en el rango de frecuencia de VHF y que se puede utilizar a una frecuencia mxima de 500 MHz, lo cual es suficiente para revisar la mayora de nuestros desarrollos.Estudiar los patrones de las seales de las en una lnea de transmisin de 50 para las siguientes cargas: SHORT, OPEN, Zo, Zo/2, 2Zo, 3/2 Zo, 4Z Ohm, etc.3. FUNDAMENTO TEORICOEl circuito consta esencialmente de 2 partes a saber: la resistencia de 50 anti inductiva y la lnea de transmisin que respeta esta impedancia.Las resistencias, que estn montadas sobre la lnea de transmisin, estn todas en paralelo, por lo que debemos aplicar las siguientes frmulas para calcular su valor:

Rt =1/(1/R1+1/R2++1/RN)PDT[w]= PR1+PR2+...+PRNPara hacer las cosas ms simples usaremos todas las resistencias de igual valor y que disipen W. de este modo, los 20watts se van a distribuir equitativamente en cada resistencia (debido a que todas las resistencias son de igual valor).Con estas condiciones utilizando la formula dos, concluimos en que necesitamos dos resistencias. Para calcular el valor de cada resistencia sabemos que la resistencia total es de 50 .Reemplazando en 1: 50=1/(1/R1+1/R2++1/R10) DONDE R1=R2==R10Luego:50=1/(10/R)R= 50x10=500

En un sistema de transmisin es muy importante tener un adecuado acople de impedancias, a el transmisor, la lnea de transmisin, y la carga de prueba debe tener la misma impedancia debe tener la misma impedancia para tener la mxima transferencia de potencia.ROE (Relacin Onda Estacionaria): Relacin entre la potencia transmitida y la reflejada por la antena. Parmetro que indica el grado de adaptacin entre la antena y el equipo. En ingles VSWR.Cuando Zo=ZL , la carga absorbe toda la potencia incidente, esto se llama lnea acoplada. Cuando Zo=ZL parte de la potencia incidente es absorbida por la carga y parte se regresa (refleja) a la fuente, esto se llama la lnea sin acoplar o desacoplada. Con una lnea desacoplada, hay dos ondas electromagnticas que viajan en direcciones opuestas y estn presentes en la lnea todo el tiempo (estas ondas de hecho, se llaman ondas viajeras). Las dos ondas viajeras establecen un patrn de interferencia conocida como onda estacionaria.a)

FUENTEOnda IncidenteCARGAb)

c) Onda Reflejadad) Onda Estacionaria

4. MATERIALES Y EQUIPOa. HERRAMIENTAS Alicates y destornilladores Soldador (cautn) Soldadura y pasta para soldar b. INSTRUMENTOS Watimetro de VHF/50W max. En el rango de 140MHz a 180MHz. Transceptor de VHF, 20W (Transmisor de RF)c. COMPONENTES Conector PL-259(VHF) hembra. Resistores para carga fantasma. (50 de 2W o mas de carbn) Carga fantasma de 25, 100 y 1k (Zo, Zo/2, 2Zo, 3/2 Zo, 4Zo)5. CUESTIONARIO1. Investigar la relacin de medida de niveles de potencia (Decibelio) y sus unidades derivadasEl decibelio es la unidad relativa empleada en acstica, electricidad, telecomunicaciones y otras especialidades para expresar la relacin entre dos magnitudes: la magnitud que se estudia y una magnitud de referencia.

Con mayor frecuencia se emplea para relacionar magnitudes acsticas, pero tambin es frecuente encontrar medidas en decibelios de otras magnitudes, por ejemplo las elctricas o las lumnicas.El decibelio es una unidad logartmica, adimensional y matemticamente escalar. Es la dcima parte de un belio (smbolo B4), que es el logaritmo de la relacin entre la magnitud estudiada y la de referencia, pero no se utiliza por ser demasiado grande en la prctica, y por eso se utiliza el decibelio. El belio recibi este nombre en honor de Alexander Graham Bell.Un belio equivale a 10 decibelios y representa un aumento de potencia de 10 veces sobre la magnitud de referencia. Cero belios es el valor de la magnitud de referencia. As, dos belios representan un aumento de cien veces en la potencia, tres belios equivalen a un aumento de mil veces y as sucesivamente. Dicho de otra manera, un lavavajillas que emite un ruido de 50 dB no es algo ms ruidoso, es 10 veces ms ruidoso que uno que emita 40 dB y 100 veces ms que uno de 30 dB.Como el decibelio es adimensional y relativo, para medir valores absolutos se necesita especificar a qu unidades est referida la medida:DBSPL: Hace referencia al nivel de presin sonora. Es la medida, por ejemplo, usada para referirse a ganancia o atenuacin de volumen. Para sonido en el aire, toma como unidad de referencia 20 micro pascal (20 Pa). En el agua se utiliza una referencia de 1 Pa.DBW: La W indica que el decibelio hace referencia a vatios. Es decir, se toma como referencia 1 W (vatio). As, a un vatio le corresponden 0 dBW.DBm: Cuando el valor expresado en vatios es muy pequeo, se usa el milivatio (mW). As, a 1 mW le corresponden 0 dBm.DBu: El dBu expresa el nivel de seal en decibelios y referido a 0,7746 voltios 0,7746 V es la tensin que aplicada a una impedancia de 600 , desarrolla una potencia de 1 mW. Se emplea la referencia de una impedancia de 600 por razones histricas.5En algunos casos (especialmente en telecomunicaciones), al medir niveles relativos en decibelios, se da un nombre especfico a la unidad, dependiendo del tipo de medida. DBc: Nivel relativo entre una seal portadora (carrier) y alguno de sus armnicos. dBi: Decibelios medidos con respecto a una antena isotrpica. DBd: Decibelios medidos con respecto a una antena dipolo. Est 2,15 dB por encima del radiador isotrpico.2. Que es un vatmetro de RF y qu caractersticas tiene.El vatmetro es un instrumento electrodinmico para medir la potencia elctrica o la tasa de suministro de energa elctrica de un circuito elctrico dado. El dispositivo consiste en un par de bobinas fijas, llamadas bobinas de corriente, y una bobina mvil llamada bobina de potencial.Las bobinas fijas se conectan en serie con el circuito, mientras la mvil se conecta en paralelo. Adems, en los vatmetros analgicos la bobina mvil tiene una aguja que se mueve sobre una escala para indicar la potencia medida. Una corriente que circule por las bobinas fijas genera un campo electromagntico cuya potencia es proporcional a la corriente y est en fase con ella. La bobina mvil tiene, por regla general, una resistencia grande conectada en serie para reducir la corriente que circula por ella. El resultado de esta disposicin es que en un circuito de corriente continua, la deflexin de la aguja es proporcional tanto a la corriente como al voltaje, conforme a la ecuacin W=VA o P=EI. En un circuito de corriente alterna la deflexin es proporcional al producto instantneo medio del voltaje y la corriente, midiendo pues la potencia real y posiblemente (dependiendo de las caractersticas de cargo) mostrando una lectura diferente a la obtenida multiplicando simplemente las lecturas arrojadas por un voltmetro y un ampermetro independientes en el mismo circuito. Los dos circuitos de un vatmetro son propensos a resultar daados por una corriente excesiva. Tanto los ampermetros como los voltmetros son vulnerables al recalentamiento: en caso de una sobrecarga, sus agujas pueden quedar fuera de escala; pero en un vatmetro el circuito de corriente, el de potencial o ambos pueden recalentarse sin que la aguja alcance el extremo de la escala. Esto se debe a que su posicin depende del factor de potencia, el voltaje y la corriente. As, un circuito con un factor de potencia bajo dar una lectura baja en el vatmetro, incluso aunque ambos de sus circuitos est cargados al borde de su lmite de seguridad. Por tanto, un vatmetro no slo se clasifica en vatios, sino tambin en voltios y amperios.3. Investigue sobre los tipos de vatmetro de RF existen y en que rangos de frecuencia trabajan.Hay dos tipos de vatmetros: los anlogos y los digitales. Los anlogos la bobina mvil tiene una aguja que se mueve sobre una escala para indicar la potencia medida. Una corriente que circule por las bobinas fijas genera un campo electromagntico cuya potencia es proporcional a la corriente y est en fase con ella. La bobina mvil tiene, por regla general, una resistencia grande conectada en serie para reducir la corriente que circula por la bobina mvil por la que circula.El vatmetro electrnico, es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrnica, capaz de almacenar energa sustentando un campo elctrico. Est formado por un par de superficies conductoras, generalmente en forma de lminas o placas, en situacin de influencia total (esto es, que todas las lneas de campo elctrico que parten de una van a parar a la otra) separadas por un material dielctrico o en todo caso estn separadas por el vaco.Indican la fuente de alimentacin va una aguja y escalan el indicador, mientras que los digitales Exhiben el uso de la energa en un indicador de cristal lquido (LCD)El rango de frecuencia de un vatmetro electrnico puede extenderse hasta los 20 megahercios usando tubos de pentodos en lugar de trodos.4. Que es una carga fantasma e investigar las caractersticas de una carga fantasmaEn la transmisin de una carga fantasma (Dummy load) es un dispositivo que se utiliza para reemplazar la antena durante las pruebas y es colocada para evitar las emisiones no deseadas de la radiacin electromagntica, as como para evitar daos en el equipo transmisor.

Durante pruebas y ajustes, cuando la carga de prueba se conecta en lugar de la antena durante la transmisin, se evita que el transmisor causar interferencias electromagnticas con otros transmisores / receptores.

Si un transmisor se prueba sin ninguna carga conectada como una antena o una carga fantasma, el transmisor podra daarse. l es un transmisor est ajustado sin ningn cargo, tambin, tendr un comportamiento diferente cuando se conecta a una carga, por lo que los ajustes realizados son correctos.

Una carga artificial debe ser una resistencia pura, es decir, sin funcin inductiva o capacitiva. El valor de la resistencia debe ser la misma que la impedancia de la antena y la lnea de transmisin (tpicamente un cable coaxial), que tpicamente tienen valores de 50 (ms comnmente utilizado) o 75 .

5. Cul es la razn por la cual una carga artificial debe ser anti inductivaUna carga artificial debe ser anti inductiva para reducir la inductancia de un determinado circuito, o sea la resistencia que se opone al paso de corrientes variables o alternas. Prcticamente se trata de un bobinado realizado mitad en un sentido y mitad en otro; de este modo se obtiene una reduccin de la inductancia por efecto de la inversin de la corriente en una espira respecto a la precedente.6. Que es la relacin de ondas estacionarias ROE(SWR)La Razn o Relacin de onda estacionaria o ROE es una medida de la energa enviada por el transmisor que es reflejada por el sistema de transmisin y vuelve al transmisor.El ROE es la relacin entre la cantidad de energa emitida por el equipo y la cantidad de energa reflejada de vuelta por el cable coaxial, la antena, el montaje, el plano de tierra, etc. En trminos generales, la cantidad de energa reflejada est en relacin directa a la mala calidad de componentes o instalacin de nuestro equipo.7. Que es la potencia incidente .Y que es onda reflejadaUna lnea de transmisin ordinaria es bidireccional; la potencia puede propagarse, igualmente bien, en ambas direcciones. El voltaje que se propaga, desde la fuente hacia la carga, se llama voltaje incidente, y el voltaje que se propaga, desde la carga hacia la fuente se llama voltaje reflejado. En forma similar, hay corrientes incidentes y reflejadas. En consecuencia, la potencia incidente se propaga hacia la carga y la potencia reflejada se propaga hacia la fuente. El voltaje y la corriente incidentes, siempre estn en fase para una impedancia caracterstica resistiva. Para una lnea infinitamente larga, toda la potencia incidente se almacena por la lnea y no hay potencia reflejada. Adems, si la lnea se termina en una carga totalmente resistiva, igual a la impedancia caracterstica de la lnea, la carga absorbe toda la potencia incidente (esto supone una lnea sin prdidas). Para una definicin ms prctica, la potencia reflejada es la porcin de la potencia incidente que no fue absorbida por la carga. Por lo tanto, la potencia reflejada nunca puede exceder la potencia incidente.

8. A consecuencia de que factores se produce la onda reflejadaCuando no hay adaptacin de impedancias, se produce una onda reflejada que viaja en sentido contrario a la onda incidente, y cuya amplitud depende del valor de la desadaptacin. Se define el coeficiente de reflexin como el cociente entre la onda reflejada ER y la onda incidente EI . Idealmente debera ser 0.Este coeficiente es en general un nmero complejo, al serlo tanto la onda incidente como la onda reflejada. Cada una tiene su amplitud y su fase.La presencia de la onda reflejada se superpone con la onda incidente provocando que la amplitud de la onda con la distancia no sea constante, sino que vara. Idealmente, cuando hay adaptacin de impedancias, la amplitud es constante con la distancia x.El coeficiente de reflexin est directamente relacionado con el hecho de que las impedancias a izquierda y derecha de una seccin sean distintas. De hecho, tambin se puede calcular como:

9. Que efectos produce la onda reflejada en un sistema de transmisin.Cuando las ondas electromagnticas de cualquier frecuencia encuentra un objeto de conductividad o constante dielctrica distinta al medio en que se mueve, parte de la energa se refleja, este grado de reflexin depender de la conductividad y la constante dielctrica del obstculo as como su tamao comparado con la longitud de onda, puede producir efectos indeseables que puedan o no introducir en la recepcin.10. Que es acoplamiento de impedanciasEs la unin de dos impedancias diferentes, para que haya transferencia de uno a otra. La eficaz transferencia de potencia de una etapa a otra se logra cuando las impedancias de ambas etapas se acoplen.A veces en los circuitos elctricos, se necesita encontrar la mxima transferencia de voltaje en vez de la mxima transferencia de potencia. En este caso lo que se requiere es encontrar el valor de impedancia donde la impedancia de carga sea mucho ms grande que la impedancia de la fuente.

El concepto de emparejar la impedancia se desarroll originalmente para la potencia elctrica, pero fue generalizado a otros campos de la ingeniera donde cualquier forma de energa (no solamente la elctrica) es transferida entre una fuente y una carga.11. En que influye la carga al final de una lnea de transmisinEn primer lugar, la impedancia que se ve del otro lado (el equipo) depender por supuesto de la que tenga la carga, pero tambin de la longitud elctrica del cable.Es interesante ver lo que pasa cuando a un trozo de cable se le aplica una frecuencia tal, que en l quepa un cuarto de su longitud de onda. Si se lo termina en un cortocircuito, aunque parezca mentira, del otro lado se porta como un circuito abierto, para esa frecuencia.Por el contrario, dejando un extremo abierto, en el otro se refleja un cortocircuito.En pocas palabras, una lnea de 1/4 le lleva la contra a la carga. Por lo tanto, si pensamos que una lnea de 1/2 media longitud de onda son dos de 1/4 en cascada, entonces la 2a parte le llevar la contra a la 1a con lo cual a la entrada volvemos a encontrar la misma impedancia de la carga, ya sea un corto, un abierto, o cualquier otra cosa. Esto es lo que se llama lnea sintonizada: un cable de cualquier impedancia, pero que mida media onda o un mltiplo de media onda, no transforma impedancia.La otra consecuencia de tener una carga desadaptada, es que la tensin de RF no ser la misma en todos los puntos de la lnea, y la corriente tampoco.Volviendo al caso exagerado del cortocircuito, es evidente que la tensin en este tipo de carga es cero. Si retrocedemos 1/4 de onda hacia el transmisor, recordando que ah tenemos reflejado un circuito abierto, encontraremos una tensin alta. Retrocediendo otro 1/4 de onda, volveremos a encontrar un corto con tensin cero, y as sucesivamente.

6. BIBLIOGRAFIAYujra Tarqui, Javier N.PROPAGACION DE ONDAS, 2013Valencia Arroyave Efecto de la Carga en la Estabilidad de Tensin, 2008

Recuperado de:Wikipedia, la enciclopedia libre1- http://es.wikipedia.org/wiki/Adaptaci%C3%B3n_de_impedancias2- http://es.wikipedia.org/w/index.php?search=+vat%C3%ADmetro+de+RF+&title=Especial%3ABuscar&go=Ir3- http://es.wikipedia.org/wiki/Decibelio4- http://es.wikipedia.org/wiki/Impedancia_de_entrada5- http://es.wikipedia.org/wiki/Carga_adaptada6- http://es.wikipedia.org/wiki/Inductivismo

Recuperado de:ACOPLAMIENTO DE IMPEDANCIAhttp://www.electronica.humanet.co/consult/acoplamiento.htmRecuperado de:Vatmetrohttp://tecnologia.wikia.com/wiki/Vat%C3%ADmetroRecuperado de:ROE Y LNEAS DE TRANSMISINhttp://www.qsl.net/lw1ecp/ROE/roe.htm