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21

Freitag, 4. März 2011, 17:31

Hallo Uwe,
die Ansätze von Dir sind immer toll und ich lese sie immer mit Begeisterung. Im Fall RMS kann man mit P=U²/R die Leistung berechnen und messen. Das scheint so einfach bei PEP (PeakEnvelopePower) so nicht zu gehen. Das geht nur mit einem Spannungsverdoppler und einem Lade-C, das über den Mikrocontroller z.B. in 1/2 oder 3 Sekunden vor einem hochohmigen OP-Amp entladen wird. Ich denke, das man das über eine Tabelle in der Software lösen kann.

Ich habe im Anhang zu Deinen Beispielen einen Anhang angehängt, der aufzeigt, was Uss bedeutet und genau darin ist in der HF die Information enthalten. Also die höchste Spitze zwischen der positiven und negativen Halbwelle ist PEP. Das kann man mit einem Scope nachmessen (Uss).

Nachtrag: in der Spannungsspitze fließt kein Strom mehr. Aus dem Grund sollte man das anders bewerten. Bei einer Fuchsantenne fließt auch fast kein Strom, aber in dieser Richtung sollte man auch denken... Also würde der 2te AD Wandler im Chip zum Ziel führen oder nicht?
»DC4LO« hat folgendes Bild angehängt:
  • _Uwe_PEP.jpg
Vy 72/73 de Gerhard

Dieser Beitrag wurde bereits 3 mal editiert, zuletzt von »DC4LO« (4. März 2011, 20:38)


22

Samstag, 5. März 2011, 10:40

Zitat

Hallo Uwe,
die Ansätze von Dir sind immer toll und ich lese sie immer mit Begeisterung.

Dem schließe ich mich uneingeschränkt an.
Dank an de0508 für die aussagekräftigen Vergleichsmessung zwischen dem kompensierten Diodendetektor und dem AD Chip. Ein tolles Projekt für jeden Funkamateur.


@ Gerhard,
was du als Antwort zu der Herleitung und den Ergebnissen der Vergleichsmessung von Uwe anführst kann ich nicht richtig zuordnen. Da werden Spannung mit Leistung in einen Topf geworfen und es erscheint mir sehr verwirrend und in einigen Aussagen schlichtweg unzutreffend.

Im Fall RMS kann man mit P=U²/R die Leistung berechnen und messen
Damit kannst du bei deinem Sinussignal die Spitzenleistung ermitteln, nicht so einfach aber die mittlere oder die rms Leistung eines amplitudenmodulierten Signals.

Also die höchste Spitze zwischen der positiven und negativen Halbwelle ist PEP
Das ist nicht richtig!
Die PEP ist die mittlere hochfrequente Leistung, während das modulierende Signal (die Hüllkurve) seinen Spitzenwert hat. Die PEP als Leistungsgröße bezieht sich auf ein amplitudenmoduliertes Signal ( wie z.B. SSB) und seine Hüllkurve. (Siehe hierzu pdf Anhang , Quelle DJ4UF Prüfungsfragenkatalog)

Ich habe im Anhang zu Deinen Beispielen einen Anhang angehängt, der aufzeigt, was Uss bedeutet und genau darin ist in der HF die Information enthalten.
Was Uss bedeutet steht außer Frage. Aber Information ist in der HF in der gesamten Hüllkurve, beziehungsweise bei der Betrachtung im Frequenzbereich in den Amplituden und Phasenlagen der Anteile eines modulierten Signals enthalten. Aber was hat der Informationsgehalt hier mit der Ermittlung der PEP zu tun?

Nachtrag: in der Spannungsspitze fließt kein Strom mehr
Das Ohm'sche Gesetz sagt dazu etwas Anderes: I = U/R

Bei einer Fuchsantenne fließt auch fast kein Strom, aber in dieser Richtung sollte man auch denken...
Nicht alles was hinkt, ist auch ein Vergleich. Was eine Fuchsantenne mit der Ermittlung der PEP aus einer Hüllkurve zu tun hat, erschließt sich mir auch bei intensivem Hinsehen nicht. Insofern lässt es mich ratlos, in welche Richtung man da denken soll.

73, Günter
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23

Montag, 7. März 2011, 14:54

Hallo, Gerhard,

Hallo Uwe,
die Ansätze von Dir sind immer toll und ich lese sie immer mit Begeisterung. Im Fall RMS kann man mit P=U²/R die Leistung berechnen und messen. Das scheint so einfach bei PEP (PeakEnvelopePower) so nicht zu gehen. Das geht nur mit einem Spannungsverdoppler und einem Lade-C, das über den Mikrocontroller z.B. in 1/2 oder 3 Sekunden vor einem hochohmigen OP-Amp entladen wird. Ich denke, das man das über eine Tabelle in der Software lösen kann.?


Uwe hat schon am Anfang die richtige Vorgehensweise dargestellt. Der AD-Baustein ermittelt, unabhängig von der vorhandenen Modulationsart bzw. des Scheitelfaktors, die Echteffektivspannung womit die Durchschnittsleistung (AVG) ausgerechnet werden kann. Der µC sampelt den sich ständig ändernden RMS-Spannungswert, mittelt diesen über die Anzahl der genommenen Samples, berechnet daraus die effektive Leistung und bringt diese zur Anzeige. Speichert man nun gleichzeitig den höchsten Wert der Effektivspannung in einem externen Haltekondensator zwischen, läßt sich auch der korrekte PEP-Wert ausrechnen und anzeigen. Betrachtet man den Sonderfall "Dauerträger" hätte man PEP=AVG-Leistung oder z.B. 2-Ton SSB mit AVG=1/2PEP.

Was vielleicht manchen Leser noch irritieren mag, ist die Angabe der "RMS-Leistung" da es diese nicht gibt. Man könnte, um international zu bleiben, auf eine passendere Bezeichnung wie "AVG-Power" o.ä. ausweichen. Sollte tatsächlich auf deinem MFJ SWR-Meter "RMS-Power" stehen dann ist das "gut gemeint" :P aber nicht richtig, es sei denn die Amis verstehen unter "RMS" etwas völlig anderes.


Zitat von »DC4LO«

der MFJ-826B ist ein digitales Instrument, das ich nur an meiner Erricson Dummy-Load benutze. Wenn ich mein HF-Kompressor-Mikrofon anschließe, bin ich bei Sprache auf über 95W PEP.

Interessanter wäre hier zu erfahren welchen AVG (bzw. RMS ^^ ) Wert das Instrument, bei eingeschaltetem HF-Kompressor, anzeigt. Der PEP-Wert sollte eigentlich, mit oder ohne Kompressor, stets bei den angegebenen 95W liegen.
vy 72/73, Reinhold.

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »KubiK« (7. März 2011, 17:08)


24

Montag, 7. März 2011, 15:05

Aus der Theorie Diskussion halte ich mich raus, das überlasse ich den Experten. Am Samstag hatte ich Gelegenheit, mit meinem K3 Uwes Leistungsmesser zu "befeuern"

Messaufbau: K3 >>> 40dB Dämpfungsglied >>> Wattmeter >>> Dummy Load, alles 50 Ohm

1. Messung: CW Träger gesetzt. Anzeige RMS - 9,8W
2. Messung: Internen 2-Ton Generator des K3 mit Amplitudenverhältnis 1:1. Anzeige PEP - 9,8 Watt
3. Messung K3 in LSB, Headset und Voxbetrieb mit meiner bekannt sonoren Stimme test, test, aaaaaaaahhhhhh und "hallo, hier ist DL2FI" Anzeige PEP Hold (damit der Digitalwert nicht so flackert, wird für dei Haltezeit der höchste Wert angezeigt) - 9,8 Watt, wenn ich Luft holen musst weniger 8)
73/2 de Peter, DL2FI
Don´t follow the path. Make one! (Helena Martins, Fotografin, die im Erwachsenenalter ihr Gehör verlor)

25

Montag, 7. März 2011, 15:21

Zitat von »DC4LO«

der MFJ-826B ist ein digitales Instrument, das ich nur an meiner Erricson Dummy-Load benutze. Wenn ich mein HF-Kompressor-Mikrofon anschließe, bin ich bei Sprache auf über 95W PEP.
Interessanter wäre hier zu erfahren welchen AVG (bzw. RMS ^^ ) Wert das Instrument, bei eingeschaltetem HF-Kompressor, anzeigt. Der PEP-Wert sollte eigentlich, mit oder ohne Kompressor, stets bei den angegebenen 95W liegen.
Hallo Reinhold,
mit dem HF-Krompressor ist die Anzeige RMS und PEP gleich.
Vy 72/73 de Gerhard

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26

Montag, 7. März 2011, 17:07

Hallo Reinhold, mit dem HF-Krompressor ist die Anzeige RMS und PEP gleich.


Daran sieht man das etwas nicht stimmt. Mit steigendem Kompressionsgrad wird die Durchschnittsleistung erhöht, diese kann und wird den PEP-Wert jedoch nie erreichen. AVG (RMS) = PEP bedeutet Dauerträgerzustand, die Sprache müsste dafür unendlich komprimiert sein, von AM-Modulation bliebe daher keine Spur mehr übrig. Du würdest in diesem Fall keine AM sondern Phasenmodulation aussenden. Höchstwahrscheinlich ist das MFJ-Wattmeter, aufgrund des Messprinzips mit einfachem Diodengleichrichter, bei SSB zwar für PEP-Messung optimiert, in der RMS-Stellung zeigt es jedoch, mehr oder weniger, Hausnummern an ;).
vy 72/73, Reinhold.

27

Montag, 7. März 2011, 19:45

--gelöscht--
73 de Uwe
DC5PI

Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von »DO5PI« (7. Juli 2012, 11:14)


28

Dienstag, 8. März 2011, 11:07

RMS Power und Average Power

Was vielleicht manchen Leser noch irritieren mag, ist die Angabe der "RMS-Leistung" da es diese nicht gibt. Man könnte, um international zu bleiben, auf eine passendere Bezeichnung wie "AVG-Power" o.ä. ausweichen
Das macht absolut Sinn.

Die physikalisch wenig aussagekräftige Größe der RMS Leistung wurde in USA in einer alten FTC Norm als Leistungsangabe in der Audio Verstärkertechnik verwendet. Erstaunlich, dass die Angabe "RMS-Leistung" aber auch in den Datenblättern und Applikationsunterlagen der in diesem Wattmeter verwendeten True RMS Power Detektoren Familie von Analog Devices verwendet wird: "The ADL5504 is a highly accurate, easy-to-use means of determining the RMS (root mean square) power of complex waveforms."

Schaut man in das Datenblatt eines dieser Chips, wird dort konkretisiert, dass der Baustein die RMS Spannung bei einer beliebigen Wellenform ermittelt. Aus der RMS-Spannung (Vrms) kann unter der Annahme einer rein resisitiven Last durch einfache Rechnung die Average Power: Pav = (Vrms) 2 ÷ R ermitteln. Oder durch Spitzenwertbildung die PEP.

Einen sehr anschaulichen Artikel was Average Power bedeutet und wie sie mit RMS Strom, Spannung und Leistung zusammenhängt, mit einem Minimum an abschreckender Mathematik, gibt es von dem EZNEC Erfinder Roy Lewallen W7EL: http://www.eznec.com/Amateur/RMS_Power.pdf

Seine Zusammenfassung darin:
  • Die physikalisch definierte Leistung einer beliebigen Wellenform ist die „Average Power“, sie beschreibt die äquivalente Wärme-Energie, die sie an einem Widerstand umzusetzen vermag.
  • Die RMS-Leistung unterscheidet sich von der Average Power und entspricht nicht der äquivalenten thermischen Leistung. Sie ist im Grund zu wenig nütze.
  • Die RMS-Werte von Strom und Spannung sind jedoch nützlich, weil man aus ihnen die Average Power und die PEP errechnen kann.
Edit: In der hervorragenden Broschüre "Spannungs- Leistungsmesstechnik, Grundlagen, Begriffe, Produkte" von Rhode & Schwarz werden ab Seite 14ff die Grundlagen der Leistungsmessung in der HF-Technik sehr gut erklärt.

73, Günter

Dieser Beitrag wurde bereits 8 mal editiert, zuletzt von »DL4ZAO« (8. März 2011, 12:05)


  • »DM3DA« ist männlich

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29

Dienstag, 8. März 2011, 22:51

Hallo Uwe,

um nochmal auf Deine ursprüngliche Frage zurückzukommen: Was soll so ein Wattmeter können?

Ich hätte gerne eine nachvollziehbare Kalibrierung. Derzeit versuche ich mit einem Schätzeisen die Ausgangsleistung eines 85 W Transceiver einzustellen. Ich glaube, ich bekomme 70 oder 80 W Leistung. Aber stimmt das auch? Das Schätzeisen habe ich mit 5 W an einem 50 Ohm-Widerstand mit Diode und Kondensator überprüft, aber das ist lange her... Und in meinem Fall bin ich mir nicht sicher, ob sich die Kalibrierung bei 5 W überhaupt auf den QRO-Messbereich übertragen lässt. Also muss ich noch warten, bis Eurer Projekt fertig ist und so lange mich damit begnügen, dass die Ersatzlast/Dummy Load warm wird. QRO ist super gegen kalte Hände :-)

Der Practical Wireless 144 MHz QRP Contest verlangt, den Transceiver auf maximal 3 W einzustellen. Und will wissen, wie diese 3 W denn gemessen wurden. Wie wäre es mit der Möglichkeit, das Wattmeter mit Hilfe einer Batterie (9V?, 1,5V?) einzustellen, die sich mit einem Digitalen Voltmeter nachmessen lässt? Was meinst Du?

73 Daniel DM3DA
Daniel DM3DA, Düsseldorf JO31jf, DOK R01 +++ Morse-Hörspiele auf http://dm3da.tuxomania.net

30

Samstag, 12. März 2011, 21:46

--gelöscht--
73 de Uwe
DC5PI

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