MEDIDOR DE POTÊNCIA DE MICROONDAS
ABSTRACT T h i s paper a i s c u s s e s t h e deveiopment o f a p r o t o t y p e power m e t e r f o r m i c r o w a v e s , u s i n g t h e r m i s t o r s as t r a n s d u c e r s . V a r i o u s m e a s u r i n g d e v i c e s a r e c o n s i d e r e d and a n a l y z e d , t o e x p l a i n t h e s e l e c t i o n o f t h e one b e s t s u i t e d t o the d e s i r e d c h a r a c t e r i s t i c s .
-m
/RESUMO
O p r e s e n t e t r a b a l h o t r a t a do desenvolvimento de um p r o t ó t i p o de medidor de potência na f a i x a de m l croondas, u t i l i z a n d o t e r m i s t o r e s como t r a n s d u t o r e s .
D i v e r s o s métodos de medida são c o n s i d e r a d o s e a n a l i s a d o s j u s t i f i c a n d o - s e a e s c o l h a do qiie melhor se adapta as considerações e c a r a c t e r í s t i c a s deseja das.
CONTEÚDO CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO 1.1 - D e t e t o r e s de Potência de M i c r o o n das. 1 . 1 . 1 - Termopar 1 . 1 . 2 - Bolometro 1.2 - Medidores de Potência de M i c r o o n das 1 . 2 . 1 - Ponte DC Desbalanceada.
1.2.2 - Ponte Balanceada Manualmente 1.2.3 - Ponte AC Auto-Balanceada
1 . 2 . 4 - Ponte DC Auto-Balanceada Compensa da em Temperatura
i s 1 . 3 - Escopo
CAPÍTULO 2 - CONSIDERAÇÕES SOBRE PRECISÃO 2 . 1 - E r r o por Descasamento 2. 2 - Perdas de RF mê ^ 2.3 — E r r o de Substituição de P o t e n c i a . . 2.4 - E r r o de Instrumentação. 2.5 - F a t o r de Calibração 2.6 - E f i c i ê n c i a E f e t i v a CAPÍTULO 3 - PROJETO DO MEDIDOR
3 - 1 - Especificações
3 . 2 . 1 - Conjunto Cj 16 3 . 2 . 2 - Considerações sobre o F r o j e t o das
P o n t e s . . . 17 3» 2. 3 - Soma dor 20 3 . 2 . 4 - S u b t r a t o r 21 3 . 2 . 5 - M u l t i p l i c a d o r 22 3 . 2 . 6 - A m p l i f i c a d o r do F a t o r de C a l i b r a ção 23 3 . 2 . 7 - P a i n e l de Medida 2 8 3 . 2 . 8 - Zero-Automático 3 0 3 . 2 . 9 - Fonte DC Regulada 3 4 CAPÍTULO 4 - RESULTADOS E TESTES 3 7
4 . 1 - C o n e c t o r e s , C o n t r o l e s e I n d i c a d o r e s 37 4.2 - Instrução de Operação do M e d i d o r . . 4 1 4 . 2 . 1 - Medição de P o t e n c i a com P r e c i s ã o . . 4 1 4.3 - P o n t o s de T e s t e s dos Vários B l o c o s 42 4 . 3 . 1 - Condições de T e s t e 42 4. 4 - T e s t e s das P l a c a s de C i r c u i t o Ira 4 . 4 . 1 - P l a c a NQ 1 45 4. 4. 2 - P l a c a N2 2 47 4 . 4 . 3 - P l a c a N2 3 47 4 . 4. 4 - P l a c a N2 4 51 4 . 4 . 5 - P l a c a N2 5 5 1 CAPÍTULO 5 - CONCLUSÕES. 54
CAPÍTULO 6 6 . 1 6.2 -LISTA DE MATERIAL. M a t e r i a l E l é t r i c o . M a t e r i a l Mecânico.
APÊNDICE A - TERMI STORES COM COE El Cl Eli TB NEGATI VO DE TEMPERATURA
A . l - Levantamento das Curvas C a r a c t e r i s t i c a s dos T e r m i s t o r e 3 .
APÊNDICE B - ESPECIFICAÇÕES E DIAGRAMAS DE CO NECÇÕES DOS COMPONENTES...'
55 55 59 60 60 65 APÊNDICE C - SISTEMA DE TRANSMISSÃO 3>E POTENCIA ; 70
LISTA DE FIGURAS 1 1 . 1 1 . 2 1 . 3 1 . 4 3 . 1 3 . 2 3 - 3 3 . 4 3 . 5 3 . 6 3 . 7 3 . 8 3 . 1 0 3 . 1 1 3 . 1 2 3 . 1 3 3 . 1 4 4 . 1 4 . 2 4 . 3 Termopar 2 Ponte DC D e s b a l a n c e a d a . . . . 4
Ponte Balanceada Manualmente 5 Ponte AC A u t o - B a l a n c e a d a . , » . 7 Ponte DC Auto-Balanceada ! 9 Diagrama de B l o c o s do Medi d o r 15 Conjunto Cj • < 1 9 C i r c u i t o Somador . « „ 21 C i r c u i t o Subtrafcor . . . 22 A m p l i f i c a d o r de F a i x a s . . . 23 C i r c u i t o M u l t i p l i c a d o r , 24 A m p l i f i c a d o r do F a t o r de Calibração e Chave de F a i x a s . * 26 i A m p l i f i c a d o r do F a t o r de C a l i b r a ç ã o . . . 25 Estágio de Calibração das F a i x a s . . . ; 29 Diagrama de B l o c o s do Zero—Automático. 30 C i r c u i t o de Análise do Zero-Automático 32 C i r c u i t o do Z e r o - A u t o m á t i c o * . . . , 33 Fonte de Tensão de R e f e r e n c i a do
Zero-Automático 35 Fonte de Tensão ± 15 V 36
Conectores, C o n t r o l e s e I n a i c a d o r e s do
P a i n e l F r o n t a l 38 P a i n e l de Fundo. » •. 40
4 . 4 - P l a c a NS 1 4 6 4 . 5 - P l a c a N9 2 S 4 8
4 . 6 - P l a c a N2 3 - « ^ 7 4 9
4 . 7 - F3aca N2 4 52 4. 8 - P l a c a N2 5 \ 5 3
A..1 - Gráfico Tensão-Correate do T e r m i s t o r \
de RF ..' j 6 3
A.2 - Curvas C a r a c t e r í s t i c a s Resistência-Cojr
r e n t e dos T e r m i s t o r e s 6 4 I C. 1 - Sistema de Transmissão de P o t ê n c i a . . . . ' 7 4 . Í f v
(
/SIMBOLOGIA I AP - Frequência de, ^ u d i o . . . . , « AC - C o r r e n t e A l t e r n a d a . . ., AMP-OP - A m p l i f i c a d o r O p e r a c i o n a l , . . , B - B o l o n e t r o L CjPT - Ponto de Teste do Conjunto I
C u PT - Ponto de Teste do Conjunto I I
Con - Conecbor . j . Comp - Compensação CW - Onda Contínua J . CH - Chave i . D r i f t - D e r i v a Térmica. DC - C o r r e n t e Contínua
^AF - Tensão de Frequência de Áudio F.E - Fundo de Escala
F a t . C a l . - F a t o r de Calibração PET - T r a n s i s t o r de E f e i t o de Campo Galv. - Galvanômetro I j - C o r r e n t e no T e r m i s t o r . . . I n v . I n v e r s o r -I J J - C o r r e n t e de D r a i n . L.T. - L i n h a de T r a n s m i s s ã o . . . M i l i a m p . - Miliamperímetro Met. Fim. - M e t a l F i l m M u l t . - M u l t i p l i c a d o r
P o l s t . - P o l i é s t e r
R0 - R e s i s t ê n c i a de B a i x o C o e f i c i e n t e Térmico
RF - Frequência de Rádio Rot. - R o t a t i v a
RFC ~ Resistência do F a t o r de C a l i b r a ç ã o . . . ^CAL '" Resistência de Calibração
Rç - T e r m i s t o r de Compensação Ru - T e r m i s t o r de RF
Rj - Resistência do T e r m i s t o r SWR - Taxa de Onda Estacionária
S i l . - S i l í c i o | Sec. - Secundário T r a n s t . - T r a n s i s t o r T - T r a n s i s t o r X Tr - Transformador !. VJJ - Tensão no T e r m i s t o r V R E F - Tensão de Referência ^ERRO ~ Tensão de E r r o .
V-pC - Tensão na Saída do AMP-OP do F a t , C a l ,
Vg - Tensão de Saída do Medidor VTVM - Voltímetro a V á l v u l a . . . .
CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO
A f a i x a âe microondas compreende frequências desde 300 MHz a 200 GHz. Nestas frequências a t e o r i a de c i r c u i t o s ( L e i s de K i r c h o f f ) não m a i s descreve o comportamento do s i s t e m a . Nao é f e i t o mais medidas de c o r r e n t e e tensão (que v a r i a m de ponto a p o n t o ) , mas sim do g r a d i e n t e de tensão (campo e l é t r i c o ) e do g r a d i e n t e de c o r r e n t e (campo magnético). A r e l a ç ã o , num dado p o n t o , e n t r e o campo e l é t r i c o e o magnético é
chamada impedância no p o n t o . I A densidade de potência de microondas é o prç>
duto do campo e l é t r i c o e magnético no p o n t o . A potên c i a pode ser o b t i d a a p a r t i r da i n t e g r a l da densidade
de potência na área c o n s i d e r a d a . j
Nos meios m a i s s i m p l e s , como o a r p o r exem p i o , a relação e n t r e o campo e l é t r i c o e magnético ( i m pedância) é c o n s t a n t e e i g u a l a 120TC ohms. Neste ca
so para o b t e r a potência b a s t a medir o campo e l é t r i c o ou o magnético, o que é f e i t o com uma antena d i p o l o ou l o o p r e s p e c t i v a m e n t e .
Já em g u i a de ondas nao é p o s s í v e l m e d i r a impedância., então o método acima nao pode ser a p l i c a
do. Neste caso são usados m a t e r i a i s que absorvem a e n e r g i a de m i c r o o n d a s transformando—a em o u t r o t i p o
de e n e r g i a mensurável.
Este método é a n a l i s a d o n e s t e c a p í t u l o mo_s t r a n d o a l g u n s t r a n s d u t o r e s t e r m o e l é t r i c o s , bem como
2
1 . 1 - D e t e t o r e s de P o t e n c i a de M i c r o o n d a s
Os t r a n s d u t o r e s t e r m o e l é t r i c o s mais usados na p r á t i c a para deteção de potência são: os termopa r e s e os b o l o m e t r o s .
1 . 1 . 1 Termopar [11]
0 termopar está sendo usado recentemente como sensor de potência de m i c r o o n d a s . 0 e f e i t o termoelé t r i c ô produz uma diferença de tensão c r e s c e n t e com a diferença de t e m p e r a t u r a dos e l e m e n t o s , na f a i x a dese_ j a d a .
Os elementos b i s m u t o e antimônio ( F i g . 1) f o r mam junções em f i l m e f i n o . Uma d e s t a s junções chamada "Quente" é* exposta a potência de m i c r o o n d a s . A o u t r a junção chamada " F r i a " é i s o l a d a da potência de m i c r o i ondas. As junções "Quente" e " F r i a " são l i g a d a s de m£
do a g e r a r diferenças de tensão de p o l a r i d a d e s opo_s t a s . Sem potência de microondas o e f e i t o da t e m p e r a t u r a ambiente a f e t a i g u a l m e n t e as duas junções, p o r t a n t o nenhuma tensão aparece nos t e r m i n a i s de saída. Quando potência de microondas é a p l i c a d a à junção
"Quente" a diferença de tensão desta junção excede a da junção " F r i a " , gerando consequentemente uma tensão t e r m o e l é t r i c a p r o p o r c i o n a l à potência de microondas.
A V
3 1 . 1 . 2 - B o l o m e t r o1 J " B o l o m e t r o " é um termo gera3 a p l i c a d o a vá r i o s d i s p o s i t i v o s c u j a r e s i s t ê n c i a v a r i a com a tempe_ r a t u r a . Potência média de m i c r o o n d a s em t o r n o de 1 0 m\V é usualmente medida com b o l o m e t r o s . 0 p r i n c í p i o básico da medição é a variação da r e s i s t ê n c i a do e l e mento quando potência é a p l i c a d a . E s t a variação pode
ser s e n t i d a p o r um c i r c u i t o a s s o c i a d o p a r a m e d i r p_o t ê n c i a .
Dois t i p o s de b o l o m e t r o s sao comumente usa dos: b a r r e t e r e s e t e r m i s t o r e s .
Os b a r r e t e r e s são c o n d u t o r e s c o n s t i t u í d o s de um f i o de p l a t i n a b l i n d a d o . A p r e s e n t a m c o e f i c i e n t e p_o s i t i v o de t e m p e r a t u r a .
Os t e r m i s t o r e s (Apêndice A ) são semi conduto r e s de c o e f i c i e n t e n e g a t i v o de t e m p e r a t u r a .
Em medição de potência CW, embora t a n t o os t e r m i s t o r e s como os b a r r e t e r e s podcDm o p e r a r na mesma f a i x a de potência, cada um tem v a n t a g e n s sobre o ou t r o em algumas a p l i c a ç õ e s .
0 t e r m i s t o r é mais s e n s í v e l do que o b a r r e t e r sendo p o r t a n t o m a i s usado para m e d i r b a i x o s n í v e i s de potência. É também e l é t r i c a e f i s i c a m e n t e mais r e s i s t e n t e que o b a r r e t e r .
1 . 2 - Medidores de Potência de M i c r o o n d a s
Nesta secção são d e s c r i t o s s u c i n t a m e n t e a l guns medidores de potência ( c o n t i d a s n a b i b l i o g r a f i a ) e suas c a r a c t e r í s t i c a s p r i n c i p a i s
4
1 . 2 . 1 - Ponte DC De sba I a n ceada t1 1* ^
Uni dos métodos mais s i m p l e s de m e d i r potência é c o l o c a r um t e r m i s t o r em um braço de uma ponte DC de Wheatstone como v i s t o na F i g . 1 . 1 .
F i g . 1 . 1 - Ponte DC Desbalanceada
é a j u s t a d a de m a n e i r a que a c o r r e n t e no t e r m i s t o r R^ deixe sua r e s i s t ê n c i a i g u a l a RQ b a l a n
ceando a p o n t e . Quando potência de m i c r o o n d a s é a p l i _ cada ao t e r m i s t o r R^ sua r e s i s t ê n c i a d e c r e s c e . A pon t e é desbalanceada em proporção a potência a p l i c a d a . Esta tensão de desbalanceamento é i n d i c a d a no medidor c a l i b r a d o em mW.
0 t e r m i s t o r R^ deve t e r as mesmas c a r a c t e r í s t i c a s e e s t a r em p r o x i m i d a d e térmica do t e r m i s t o r R 4 , porém i s o l a d o da potência de m i c r o o n d a s . A redução de R 4 , por exemplo, devido ao aumento da t e m p e r a t u r a am b i e n t e d e s b a l a n c e i a a p o n t a . R7 também reduz r e t i r a n
do c o r r e n t e da p o n t e , baixando p o r t a n t o a potência DC em R 4 . R4 aumenta compensando a variação da t e m p e r a t a r a ambiente, r e s t a b e l e c e u a o o balanço da p o n t e . E s t a ponte a p r e s e n t a : variação oa t e m p e r a t u r a ambiente l i
5
m i t a d a , r e s p o s t a l e n t a devido ao tempo necessário pa r a os t e r m i s t o r e s a t i n g i r e m o e q u i l í b r i o térmico, fa_i xa de operação em t o r n o de 2 mW, precisão l i m i t a d a .
1.2.2 - Ponte Balanceada Manualmente
Na ponte balanceada manualmente é f e i t a uma substituição d i r e t a da potência DC ou AC - b a i x a f r e quência p o r potência de m i c r o o n d a s . Este método o f e r e ce a l t a precisão e ampla f a i x a dinâmica, porém é me nos c o n v e n i e n t e do que a ponte desbalanceada, devido
ser m u i t o l e n t o . Existem 3 modos de operação com e s t a p o n t e : 1) tensão DC, 2) c o r r e n t e DC e 3) tensão AC (o que será d i s c u t i d o a q u i ) .
Modo tensão AC:
N e s t e modo a chave é l i g a d a fornecendo a polarização da ponte para o balanço i n i c i a l ( F i g . 1 . 2 ) .
6
t r o e a ponte é balanceada com Rg. A potência de m i croondas é r e t i r a d a e s u b s t i t u i da p o r potência de áu d i o de um o s c i l a d o r r e s t a u r a n d o o balanço p e l o a j u s t e de R^. No balanço a tensão AF no v o l t í m e t r o AC é l i d a e a potência c a l c u l a d a .
2
P = E^ji/Rrj, onde R^= r e s i s t ê n c i a do termi_s t o r
p o r t a n t o a potência de microondas a p l i c a d a é i g u a l a potência de áudio c a l c u l a d a .
Nesta ponte a medida é l e n t a , o sistema nao é compensado em t e m p e r a t u r a . Requer i n s t r u m e n t o s au x i l i a r e s . 0 b o l o m e t r o opera em uma r e s i s t ê n c i a cons t a n t e , que dá bom casamento com a l i n h a de t r a n s m i s são. A precisão desta ponte depende do v o l t í m e t r o AC usado.
1.2.3 - Ponte AC Auto-Balanceada
Nas pontes balanceadas a u t o m a t i c a m e n t e , a substituição AC e a l e i t u r a são f e i t a s autornaticaaen t e , e l i m i n a n d o t o d a s as operações f e i t a s na ponte ba lanceada manualmente. Nesta ponte o b o l o m e t r o é p o l a r i z a d o com uma combinação de potência AF e DC. Quando potência de m i c r o o n d a s é a p l i c a d a ao b o l o m e t r o , a u t o maticamente a potência AF é r e d u z i d a , permanecendo a potência t o t a l no b o l o m e t r o c o n s t a n t e . Um VTVM regi_s t r a o decréssimo de AF dando uma indicação da potên c i a de microondas a p l i c a d a .
A ponte AC é um o s c i l a d o r de Meacham de a m p l i t u d e v a r i á v e l ( F i g . 1 . 3 ) . Quando a r e s i s t ê n c i a do bo l o m e t r c é a l t a a realimentação p o s i t i v a é m u i t o g r a n de, o s c i l a ç õ e s ocorrem r e a l i m e n t a n d o potência ao b o l o
f
metro baixando sua r e s i s t ê n c i a até a ponte a t i n g i r o balanço. Se potência de microondas é a p l i c a d a ao b o l o m e t r o sua r e s i s t ê n c i a d i m i n u i , automaticamente decre^
ce a malha de realimentação p o s i t i v a , por uma quanti_ dade i g u a l à potência de microondas a p l i c a d a deixando a r e s i s t ê n c i a ao b o l o m e t r o sempre c o n s t a n t e e dando a medida da potência em VTVM c a l i b r a d o em mW.
F i g . 1 . 3 - Ponte AC Auto-Balanceada
Esta ponte a p r e s e n t a medidas r á p i d a s , bom ca samento com a l i n h a de transmissão, precisão da potên c i a s u b s t i t u i da menor que 5%. As v a r i a ç õ e s da tempera t u r a ambiente causam e r r o s na l e i t u r a p r i n c i p a l m e n t e em f a i x a s mais b a i x a s . F a i x a dinâmica de operação de 0 , 0 a 10 mW.
1 . 2 . 4 - Ponte DC Auto-Balanceada Compensada em Tempe_ r a t u r a
Em t o d o s os métodos d i s c u t i d o s até agora, nao
8 e x i s t e uma m a n e i r a de d i s t i n g u i r e n t r e as v a r i a ç õ e s da t e m p e r a t u r a ambiente e a potência de m i c r o o n d a s a p l i c a d a ao b o l o m e t r o em f a i x a s b a i x a s . A compensação d e s c r i t a na ponte desbalanceada só I s a t i s f a t ó r i a pa r a pequenas v a r i a ç õ e s da t e m p e r a t u r a a m b i e n t e . Guando a s e n s i b i l i d a d e aumenta o problema t o r n a - s e m a i s s_é r i o . Na f a i x a de m i c r o w a t t s , p o r exemplo, é p r a t i c a _ mente impossível medição com b o l o m e t r o s , sem que se
compense as v a r i a ç õ e s da t e m p e r a t u r a a m b i e n t e .
0 método usado para compensar as v a r i a ç õ e s da t e m p e r a t u r a ambiente é d e s c r i t o a b a i x o .
Este método c o n s i s t e de duas p o n t e s DC a u t o -balanceadas com a m p l i f i c a d o r e s d i f e r e n c i a i s de a l t o ganho. Os t e r m i s t o r e s das p o n t e s devem t e r as mesmas
c a r a c t e r í s t i c a s e devem e s t a r em p r o x i m i d a d e térmica. Sao a i n d a p o l a r i z a d o s com DC dos a m p l i f i c a d o r e s e os r e s i s t o r e s da ponte são e s c o l h i d o s de t a l maneira a
d e i x a r a ponte balanceada. ^ 0 t e r m i s t o r da ponte I ( F i g . 1.4) é exposto t a n t o a potência de microondas como as v a r i a ç õ e s da t e m p e r a t u r a a m b i e n t e . Qualquer variação da t e m p e r a t u r a ambiente ou potência de microondas a p l i c a d a v a r i a a r e s i s t ê n c i a do t e r m i s t o r desbalanceando a p o n t e .
Quando potência de microondas é a p l i c a d a a ponte I ou a t e m p e r a t u r a ambiente aumenta, a r e s i s t ê n c i a do t e r m i s t o r decresce. D i m i n u i n d o p o r t a n t o a c o r r e n t e DC na malha de realimentação p o s i t i v a , cons_e quentemente a r e s i s t ê n c i a do t e r m i s t o r aumenta r e s t a u rando o balanço da p o n t e . A substituição de p o t e n c i a DC por m i c r o o n d a s no t e r m i s t o r dá uma indicação na saída da ponte p r o p o r c i o n a l a potência de microondas a p l i c a d a no t e r m i s t o r ou as v a r i a ç õ e s da t e m p e r a t u r a ambiente.
O t e r m i s t o r da ponte I I deve s e r exposto so mente às v a r i a ç õ e s da t e m p e r a t u r a aml . e n t e . A saída
desta p o n t e , p o r t a n t o dá somente i n d i c a ç ã o das f l u t u a ções da t e m p e r a t u r a ambiente.
Quando os t e r m i s t o r e s e s t i v e r a m p o l a r i z a d o s no mesmo ponto de suas c u r v a s c a r a c t e r í s t i c a s e potên
c i a de microondas não e s t i v e r sendo a p l i c a d a . A t e n são Vj (na saída da ponte I ) deve ser i g u a l a V J J . Co mo as v a r i a ç õ e s da t e m p e r a t u r a a m b i e n t e afetam i g u a l mente os t e r m i s t o r e s não há diferença e n t r e V j e V J J . Qualquer diferença que e x i s t a agora ' devido a potên
c i a de microondas sendo a p l i c a d a na >*onte I . Um c i r c u i t o associado as p o n t e s pode dar uma. indicação d i r e t a da potência de m i c r o o n d a s .
F i g . 1.4 - Ponte DC Aut o-Ba. I a n ceada
Este método a p r e s e n t a b a i x o " I D r i f t " nas fa_i xas de m i c r o w a t t s . Neste caso, a r e s i s t ê n c i a do t e r m i s t o r é c o n s t a n t e o que dá bom casarmento de impedan
c i a com a L. T, em t o d a s as f a i x a s de ^operação.
1 0
1 . 3 - Escopo ' Dentre os v á r i o s métodos usaocs para m e d i r p_o tência de microondas c i t a d o s n e s t e c a p í t u l o , a s pontes a u t c - b a l a n c e a d a s AG ou DC apresentam algumas v a n t a gens r e l a t i v a s . Porém, os c i r c u i t o s a s s o c i a d o s a e_s t a s pontes usam componentes d i s c r e t o s c Surgindo p o r t a n t o a i d e i a de se desenvolver o p r o t ó t i p o de um me d i d o r de potência de m i c r o o n d a s empregando a técnica moderna dos c i r c u i t o s i n t e g r a d o s , a s s o c i a d a as v a n t a gens r e l a t i v a s das pontes DC a u t o - b a l a n c e a d a s compen
sadas em t e m p e r a t u r a e do ponto de v i s t a económico. 0 desenvolvimento deste t r a b a l h o é f e i t o nos capítulos subsequentes, bem como os r e s u l t a d o s obti_ dos com e s t a t é c n i c a e suas d i f i c u i d e des.
's.
€
11
CAPÍTULO 2
CONSIDERAÇÕES SOBRE PRECISÃO
Neste capítulo sao c o n s i d e r a d o s os p r i n c i p a i s f a t o r e s que afetam a precisão da medição de potência de microondas, bem como a m a n e i r a de c o r r i g i - l o s .
As m a i o r e s f o n t e s de e r r o são: e r r o p o r desça samento, perdas de RP, e r r o de substituição de potên c i a , e r r o de instrumentação.
2 . 1 - E r r o p o r Desçasamento
Em situações p r á t i c a s raramente a f o n t e está casada com a carga ( t e r m i s t o r ) . As perdas p o r descasa mento em q u a l q u e r medida de potência dependem do SWR*
da f o n t e e da c a r g a . Se um casa dor de impedância não é usado e n t r e a f o n t e e a c a r g a , estas p e r d a s podem ser c o r r i g i d a s com o f a t o r de calibração ( V e r - 2 . 5 ) .
2*2 - Perdas de RP
|
São perdas na montagem do t e r m i s t o r . E s t a s perdas podem s e r nas paredes do g u i a de onda, no d i e l é t r i c o do c a p a c i t o r , maus c o n t a t o s nas conecções d e n t r o da montagem, p o r radiação. Se um casa dor de im pedância é usado e n t r e a f o n t e e a carga, e s t a s p e r
das podem ser c o r r i g i d a s com o f a t o r e f i c i ê n c i a efe t i v a ( V e r - 2 . 6 ) .
2.3 - E r r o de Substituição de Potência
0 e r r o na substituição de potência DC p o r m i (*) Taxa de Onda Estacionária
1
12 croondas é causado p e l a diferença do e f e i t o de aqueci, mento no t e r m i s t o r , d e v i d o a mudança na d i s t r i b u i ç ã oe s p a c i a l de c o r r e n t e no t e r m i s t o r ( p r i m a r i a m e n t s o e f e i t o p e l i c u l a r ) . Este e r r o pode ser c o r r i g i d o como no parágrafo a n t e r i o r .
2» 4 - E r r o de Instrumentação
O e r r o de instrumentação e causado p e l a s im precisões i n e r e n t e s do m e d i d o r . Depende f u n d a m e n t a l mente dos componentes usados.
~ " 1 í
2.5 - F a t o r de Calibração
O f a t o r de calibração é d e f i n i d o como a r e l a ção e n t r e a potência DC s u b s t i t u i da em um t e r m i s t o r e a potência de microondas i n c i d e n t e na montagem do t e r
m i s t o r . v O f a t o r de calibração é r o t u l a d o na montagem do t e r m i s t o r para c o r r i g i r a s s e g u i n t e s f o n t e s de e r r o : 1) e r r o p o r descasamento, 2) perdas de RF, 3) e r r o de substituição de DC p o r microondas. O f a t o r de calibração I a p l i c a d o como um f a t o r de correção para t o d a s a s medidas f e i t a s sem "ca
s a d o r " de impedância e n t r e a f o n t e e a carga ( t e r n i i s
2.6 - E f i c i ê n c i a E f e t i v a
A e f i c i ê n c i a e f e t i v a é d e f i n i d a como a r e l a ção e n t r e a potência DC s u b s t i t u i da em um t e r m i s t o r e a potência de microondas d i s s i p a d a d e n t r o da montagem
1 3
A e f i c i ê n c i a e f e t i v a r o t u l a d a na montagem do t e r m i s t o r c o r r i g e as perdas de RF e o e r r o de s u b s t i tuiçao de potência. A e f i c i ê n c i a e f e t i v a é a p l i c a d a como um f a t o r de correção quando um casador de impe_ dancia é usado e n t r e a f o n t e e a c a r g a .
C
/
14
CAPÍTULO 3
PROJETO DO MEDIDOR
Este c a p í t u l o descreve as e s p e c i f i c a ç õ e s e t o dos os passos c o n c e r n e n t e s ao p r o j e t o dos v á r i o s b i o cos do medidor com suas c a r a c t e r í s t i c a s p r i n c i p a i s e d i f i c u l d a d e s .
3 . 1 - Especificações
Medidor de potência de microondas usando t e r m i s t o r cora montagem em g u i a de onda HP X 4 8 6 A de c o e f i
c i e n t e n e g a t i v o de t e m p e r a t u r a e r e s i s t ê n c i a n o m i n a l 100 ohms. Mede potência de microondas nas f a i x a s de 10 ^ W a t t s ( - 2 0 dBm) a 1 0 mW ( + 1 0 dBm) desde 2,6 a 18 GrHz. Sste medidor é automático, a u t o - b a l a n c e a d o ,
compensado em t e m p e r a t u r a e d e s e n v o l v i do com c i r c u i t o s i n t e g r a d o s . P o s s u i sete f a i x a s com deflexões maxi mas de 10, 3 0 , 100 e 300 /AW, 1 , 3 e 10 mW. Tem a j u s
t e de f a t o r de c a l i b r a ç ã o : com chave r o t a t i v a de 1 1 posições n o r m a l i z a d a de acordo com as e s p e c i f i c a ç õ e s r o t u l a d a s no t e r m i s t o r com montagem. C i r c u i t o de a j u s t e de z e r o - f i n o : automático. Tensão da r e d e : 110/220 V_„ + 20fp, 5 0 - 60 Hz. ac
3.2 - Descrição dos Vários B l o c o s do M e d i d o r
0 medidor de potência de microondas c o n s i s t e de duas p a r t e s m a i o r e s : o c o n j u n t o das p o n t e s , Cj e o c o n j u n t o o p e r a c i o n a l , C-^. 0 diagrama de b l o c o s sim p l i f i c a d o do medidor é mostrado na P i g . 3 . 1 . 0 c o n j u n t o Cj contém c i r c u i t o s que formam as duas p o n t e s de RP ( p o n t e I ) e de compensação ( p o n t e I I ) . Cada ponte
RF CONJUNTO I PONTE I PONTE I I AMP-OP DA PONTE I AMP-OP DA PONTE I I SOMA DOR E SUBTRATOR CONJUNTO I I MULTIPLI-CADOR AMP-OP DE FAIXAS O CHAVE DE FAIXAS ZERO-AUTO F i g . 3 . 1 - Diagrama de B l o c o s do M e d i d o r AMP-OP FAT.CAL.
-o v,
õ CHAVEX»(ÍD
ó - l m A
FAT. CAL. \y H1 6
é automaticamente balanceada p e l a açao õe uru a m p l i f i cador o p e r a c i o n a l de a l t o ganho r e a l i m e n t a n d o c o r r e n t e à p o n t e . A tensão V^p na ponte I é função t a n t o da potência de microondas a p l i c a d a como das v a r i a ç õ e s da t e m p e r a t u r a ambiente. A tensão "^COMP c a P °nt e H
é função somente das variações da t e m p e r a t u r a ambien t e .
Conhecendo as tensões V^p e VçQ^rp a potência de microondas pode ser c a l c u l a d a . 0 c o n j u n t o C J J pro_ cessa as tensões Vgji e VQQ^P em c i r c u i t o s somador,
s u b t r a t o r e m u l t i p l i c a d o r , m o s t r a n d o o r e s u l t a d o em um p a i n e l de medida c a l i b r a d o em mW e dBm.
3 . 2 . 1 - Conjunto Cj J Para m e d i r potência de m i c r o o n d a s com o con
j u n t o de pontes DC da P i g . 3 . 2 , com o método d e s c r i t o em ( 1 . 2 . 4 ) , tem-se que: PQ é a p o t ê n c i a a b s o r v i d a pe_
l o t e r m i s t o r necessária para p o l a r i z á - l o em uma r e s i s tência de 100 ohms ( v a l o r no q u a l o t e r m i s t o r f i c a casado com o g u i a de onda). A açao do a u t c - b a l a n c e a mento do c i r c u i t o da ponte a j u s t a a potência DC t a l
que a potência t o t a l no t e r m i s t o r s e j a P0. P0 pode ser
dada em função da tensão de saída do c i r c u i t o da pon t e .
Na ponte I
2
?o = ^microondas + VH P / 1 6 R Q I ( 3 . 1 ) onde R.j = r e s i s t ê n c i a do t e r m i s t o r ( n o b a l a n ç o ) .
Na ponte I I a tensão VQQMP Q ePe nd e só das
v a r i a ç õ e s da t e m p e r a t u r a ambiente é tomada como r e f e rência para a medição ae potência de m i c r o o n d a s . S s t a ponte i n c l u i a j u s t e com ( z e r o - m a n u a l ) dado pelo resijs
1 7
t o r v a r i á v e l R-Q e a j u s t e com ( z e r o - a u t o m á t i c o ) ( 3 . 2 . 8 ) , t a l que VC 0 I íp pode s e r f e i t a i g u a l a Vgp. Lo
go a potência PQ em função de V ç0 Mp é dada p o r :
Po = 0 + VC 0 M P /1 6 RT ( 3 . 2 ) Combinando as equações ( 3 . 1 ) e ( 3 . 2 ) r e s u l t a Pm i c r o o n d a s= 3 ^ ^ ^VC 0 M P+ vR p ) (yC O M P -vR p ) ( 3 . 3 ) p o r t a n t o a medição de potência de m i c r o o n d a s r e d u z - s e a f i x a r p r i m e i r o VQQIÇP = V3 p, d e p o i s a p l i c a r potência de microondas, m e d i r V^Q^p e V^p e c a l c u l a r o r e s u l t a -do através da equação ( 3 * 3 ) . N e s t e m e d i d o r o cálculo desta equação é f e i t o p e l o c o n j u n t o C J J mostrando o r e s u l t a d o em um p a i n e l de medida.
3 . 2 . 2 - Considerações sobre o P r o j e t o das P o n t e s a) A m p l i f i c a d o r O p e r a c i o n a l Usado:
Na m a i o r i a das a p l i c a ç õ e s DC o " d r i f t " é uma das p r i n c i p a i s l i m i t a ç õ e s . 0 " d r i f t " em um AMP-OP é devido aos e f e i t o s da t e m p e r a t u r a n o s t r a n s i s t o r e s de entrada causando v a r i a ç õ e s nas t e n s õ e s e c o r r e n t e s de base. O u t r a s considerações além do " d r i f t " são r e l a t i vas a ganho, r e j e i ç ã o de modo comum, tensão ou c o r r e n
t e máxima na saída.
Todos e s t e s f a t o r e s foram l e v a d o s em conta no p r o j e t o das pontes DC. Dentre os AMP-OP t e s t a d o s no c i r c u i t o das p o n t e s , t a i s como MC1741, o p a r casado LM747, o yxA725 f o i o que a p r e s e n t o u m e l h o r e s c a r a c t e
r í s t i c a s e desempenho p r á t i c o p a r a esse t i p o de a p l i cação; b a i x o " d r i f t " , a l t o ganho, e a j u s t e de O f f - S e t .
/
18
b) Estágio de Ganho em C o r r e n t e :
Das c u r v a s c a r a c t e r í s t i c a s R e s i s t ê n c i a x Cor r e n t e do t e r m i s t o r l e v a n t a d a s em uma t e m p e r a t u r a am b i e n t e de 25°C (Apêndice A ) , para uma c o r r e n t e de 1 4 , 6 mA o t e r m i s t o r a p r e s e n t a uma r e s i s t ê n c i a de 100
ohms ( VT s 1,46 7 ) . A condição de balanço da ponte r e
quer = VJJ, p o r t a n t o no o u t r o braço da ponte c i r c u l a uma c o r r e n t e de 1 , 4 6 mA, perfazendo um t o t a l de 16 mA que deve ser f o r n e c i d a a p o n t e . 0 AMP-OP y^A725 bem como o u t r o s AMP-OP de b a i x a p o t ê n c i a , apresentam v a l o r e s t í p i c o s de c o r r e n t e de saída da ordem de 10 mA. Sendo p o r t a n t o necessário um c i r c u i t o a d i c i o n a l de ganho em c o r r e n t e que é dado p e l o s t r a n s i s t o
r e s T 1 e ( F i g . 3 . 2 ) . Os t r a n s i s t o r e s T 2 e L i m i
tam e s t a s c o r r e n t e s a um v a l o r máximo p e r m i t i d o ser a p l i c a d o as p o n t e s para não d e s t r u i r o s t e r m i s t o r e s .
Os r e s i s t ores R5 e c a l c u l a d o s p a r a uma c o r r e n t e máxima na ponte de 18 mA. >
VB S (T2 »T4 >
5 » 1 2 =
l
xmax
Se uma das p o n t e s , p o r exemplo, e x i g e mais c o r r e n t e do que 18 mA, (Tg> ^ 4 ) conduz f o r t e m e n t e
( V 3 S = 0 , 7 ) aumentando a c o r r e n t e de c o l e t o r , o que l e v a o AMP-OP a s a t u r a r V6 ~ V B _ - r i m m \ V-Q = Tensão na base 3 , 3 K " ° r 2* V B de ( Tl f I3 ) Vg= Tensão no pino 6 l i m i t a n a o também a c o r r e n t e de c o l e t o r »
20 No c o n j u n t o Cj algumas d i f i c u l d a d e s s u r g i r a m na polarização dos t e r m i s t o r e s , p o i s uma r e s i s t ê n c i a
de 100 ohms s e r i a necessária para o casamento do t e r m i s t o r com o g u i a de onda. As e s p e c i f i c a ç õ e s do t e r m i s t o r com montagem não permitem mais do que 10 mA de
c o r r e n t e no t e r m i s t o r . De acordo com o (Apêndice A) para 10 mA a r e s i s t ê n c i a do t e r m i s t o r I de 150 ohms medida em uma t e m p e r a t u r a ambiente de 25°C. Nas f a i xas de 10^M-W, p o r exemplo, a potência de m i c r o o n d a s a p l i c a d a ao t e r m i s t o r e r a p a r c i a l m e n t e r e f l e t i d a p e l o
descasamento de impedância do g u i a de onda com o t e r m i s t o r , não sendo p o s s í v e l medidas n e s t a f a i x a .
Com o aumento da c o r r e n t e de polarização sem o b s e r v a r as e s p e c i f i c a ç õ e s do t e r m i s t o r , a r e s i s t ê n c i a de 100 ohms f o i conseguida sem d e s t r u í - l o . F o i ob servado na saída das p o n t e s que para 10 yuW de potên c i a de microondas a p l i c a d a s u r g i a un pequeno s i n a l d i f e r e n c i a l da ordem de 1,5 mV. Quando usado como ampli. f i c a d o r das p o n t e s , o LM747 cujo " d r i f t " é* da mesma ordem que o s i n a l d i f e r e n c i a l d e t e t a d o , paralOy^W a p l i cado, nao f o i p o s s í v e l e f e t u a r medidas n e s t a f a i x a . Este a m p l i f i c a d o r f o i s u b s t i t u i do pelo yuA725 de b a i . xo " d r i f t " e a medida n e s t a f a i x a t o r n o u - s e p o s s í v e l .
|i
-3. 2. 3 - Soma dor
A soma das duas tensões V^j> e VQQJ^P na saída
da ponte é f e i t a p e l o AMP-OP /AA725 ( F i g . 3. 3) devido as c a r a c t e r í s t i c a s c i t a d a s em ( 3 . 2 . 2 ) . Os n í v e i s de
e n t r a d a VQQ^P e V^p são a l t o s sendo necessário ate_
n u a r o s i n a l de saída do AMP-OP para e v i t a r a s a t u r a ção. A soma dos d o i s s i n a i s de e n t r a d a I a p l i c a d a d i r e t a m e n t e em uma das e n t r a d a s do m u l t i p l i c a d o r . Os ve
2 1
s i s t o r e s do c i r c u i t o foram e s c o l h i d o s para a p r e s e n t a r uma impedância de e n t r a d a da ordem de 30K para r e t i r a r pouca c o r r e n t e do c i r c u i t o das p o n t e s . 2 O K 2OK V V Ò í -15V
v
x
=
VCOMP + VRP ZI N = o R l = Para cada e n t r a d a F i g . 3.3 - C i r c u i t o Sonador 3. 2. 4 - S u b t r a t o rOs d o i s s i n a i s de saída das pontes sao sub t r a í d o s n e s t e e s t á g i o p e l o AMP-OP yjA725 ( F i g . 3 . 4 ) . 0 s i n a l de saída deste estágio é a p l i c a d o na e n t r a d a não i n v e r s o r a de um AMP-OP das f a i x a s de medida
( F i g . 3 . 5 ) . Os r e s i s t o r e s foram e s c o l h i d o s i g u a i s a 20K (com boa e s t a b i l i d a d e térmica) p e l a s mesmps r a zoes expostas no parágrafo a n t e r i o r .
22 I O V y F i g . 3 . 4 - C i r c u i t o S u b t r a t o r 3 . 2 . 5 - M u l t i p l i c a d o r O m u l t i p l i c a d o r usado p a r a ^processar os d o i s s i n a i s de saída dos c i r c u i t o s somadíor e s u b t r a t o r é o
M C I 4 9 4 ( P i g . 3 . 6 ) , devido a sua e x c e l e n t e l i n e a r i d a d e
e um e r r o máximo de 1% ( F . E ) .
•
Nas f a i x a s de y>.Watts o s i n ; a l de saída do sub t r a t o r é da ordem de a l g u n s m i l i v o l t t s , o que l e v a r i a o m u l t i p l i c a d o r o p e r a r em uma regiã(o m u i t o a f e t a d a pe-l o " d r i f t " . Um estágio de a m p pe-l i f i c a r ã o ( F i g . 3 - 5 ) é colocado na saída do s u b t r a t o r . 0 granho que e s t e está g i o recebe nas v á r i a s f a i x a s é depoãs atenuado p e l o s r e s i s t o r e s (de o u t r a chave de f a i x a } ) em s é r i e com o miliamperímetro.
Por razões p r á t i c a s nas f a i ; x a s de 0 , 0 1 , 0 , 0 3 , 0 , 1 e 0 , 3 mW e s t e ganho é f i x a d o em 50 ( p a r a v a l o r e s m a i o r e s d i f i c i l m e n t e se consegue zerrar o miliamperíine
2 3 A saída do m u l t i p l i c a d o r é dada p o r : F/ VM U L T = K y (VC O M P+ VRP)(V.-J0MP- VR F )
r?i
onde K é o f a t o r de e s c a l a do m u l t i p l i c a d o rL Ji g u a l a 1 / 1 0 ; Gp é o ganho do AMP-OP A^ ( P i g , 3 . 5 ) na f a i x a correspondente. As l i m i t a ç õ e s do M C 1 4 9 4 q u a r t o a e s t a b i l i d a d e térmica e a j u s t e de O f f - S e t foram p a r c i a l m e n t e e l i r n i nadas com o uso de componentes e x t e r n o s de boa q u a l idade e potenciómetros de a j u s t e s f i n o s . + 15V -1
L
1 0 R i ? I 11
1 7 l « O 1 0,3 0 , 1 0 , 0 3 0 , 0 1 (mW) P i g . 3.5 - A m p l i f i c a d o r ôe Faixas 3 . 2 . 6 - A m p l i f i c a d o r ao F a t o r de Calibração Como d i s c u t i d o em ( 2 . 5 ) a a m p l i f i c a ç ã o que o s i n a l recebe no AMP-OP A725 ( F i g . 3 . 7 ) depende do f a t o r de calibração r o t u l a d o na montagem do t e r m i s t o r . Essa amplificação é f i x a d a a t r a v é s de uma chave r o t a t i/
- t s v u-5, V 1 7 K -3 1
Ri-6 7 Ri-6
54 ^ 2 i
M i - M C M S n
9 1 0 i i 1 2 1.-3 1 « t f 1 6 1— u. , è ic»« o m VI
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** n
o P i g . 3 . 6 - C i r c u i t o M u l t i p l i c a d o r V, M UL.T •—o o in R 2125
va com 1 1 p o s i ç õ e s colocada no p a i n e l f r o n t a l do medi_ dor. A c a l i b r a ç ã o deste e s t á g i o é f e i t a em compara çao com o medidor de p o t ê n c i a de microondas daHP 4 3 2 A
quando uma p o t ê n c i a de 1 mW é a p l i c a d a em ambos o s m e d i dores (Ver Apêndice C) em uma f r e q u ê n c i a f i x a .
F i g . 3 . 8 - A m p l i f i c a d o r do F a t o r de Calibração
Na F i g . 3 . 8 está o a r r a n j o f e i t o para a c a l i bração deste e s t á g i o . 0 r e s i s t o r Rg f o i e s c o l h i d o pa r a com 1 mW de potência de microondas a p l i c a d a o ml liamperímetro i n d i c a r uma l e i t u r a de meia e s c a l a .
Os medidores são p r i m e i r a m e n t e zerados e a p l i cado 1 mW de p o t ê n c i a de microondas em cada um deles.
o Vs t 1 6 0 6 0 . 5 1 Rui R i o ^ 1 - < ra 0 ^
,
H r vi-IH 2 O 0 . O . Loosx LOOJv. I O O Í V V O O J V L C O . S S 1 0 O JV VF i g . 3 . 7 - A m p l i f i c a d o r do F a t o r de Calibração e Chave de Faixas
no
2 7
r o t a t i v a no p a i n e l do medidor da HP 4 3 2 A , a deflexão
na escala do medidor é observada. 0 r e s i s t o r RJ>Q é
a j u s t a d o para i n d i c a r a mesma d e f l e x ã o no miliamperí metro e a tensão Y-pç é medida ess. um v o l t í m e t r o d i g i
t a l . A p o t ê n c i a microondas é então d e s l i g a d a , RJ>Q
l i d o em um ohmimetro e s u b s t i t u i do por um v a l o r f i x o . Este processo é f e i t o em 1 1 f a i x a s conforme Tabela I .
T A B E L A I PAT. C A L . (/o) VFC(mV± lmW) R F C ( n) 1 0 0 2 3 8
-9 -9 2 3 9 1 0 0 9 8 2 4 0 1 0 0 9 7 2 4 0 1 0 0 9 6 2 4 1 1 0 0 9 5 2 4 2 1 0 0 9 4 2 4 3 1 0 0 9 3 2 4 4 1 0 0 9 2 2 4 8 2 0 0 9 1 2 5 1 1 0 0 0 9 0 2 5 7 6 0 6 0Com 1 mV/ de potência a p l i c a d a a observação da deflexão da e s c a l a I melhor do que ec f a i x a s s u p e r i o r e s . Em f a i x a s abaixo de 1 mW os meei dores têm que ser constantemente a j u s t a d o s com o z e r o automático.
28
3 . 2 . 7 - P a i n e l de Medida
O s i n a l na saída do AMP-OP do f a t o r de c a l i braçao é a p l i c a d o a t r a v é s dos r e s i s t o r e s da chave de f a i x a s a um miliamperímetro ( 0 - 1 mA) c a l i b r a d o em mW e dBm ( F i g . 3 . 7 ) . Sete f a i x a s sao s e l e c i o n a d a s pa r a dar a i n d i c a ç ã o da p o t ê n c i a de microondas a p l i c a da. a) Calibração das F a i x a s I A c a l i b r a ç ã o das f a i x a s do medidor é f e i t a em comparação com o medidor da HP 432A. 0 Apêndice C i l u s t r a o a r r a n j o do sistema de tranamissão de potên c i a para a c a l i b r a ç ã o , e os passos n e c e s s á r i o s para a p l i c a r potência de microondas nos m e d i d o r e s .
A p o t ê n c i a de microondas I a p l i c a d a igualmen t e nos d o i s medidores l i g a n d o a chave de m i c r o o n d a s . Em cada f a i x a , a p o t ê n c i a é a j u s t a d a p e l o a t e n u a d o r v a r i á v e l PM 711OX para uma l e i t u r a de fundo de escala no medidor HP 432A. A r e s i s t ê n c i a R Q A L é ajustada, pa
r a f l u i r exatamente 1 mA no miliamperímetro (M) e a tensão Vs ( F i g . 3 . 9 ) é l i d a em um v o l t í m e t r o d i g i t a l .
A Tabela Í I m o s t r a todos os v a l o r e s medidos de Vg nas 7 f a i x a s correspondentes e o v a l o r c a l c u l a d o de RQAL
correspondente a l e i t u r a de fundo de e s c a l a do m i l i a n perímetro. RQAL é c a l c u l a d a a p a r t i r de:
RCAL = (R x - R i n ^
RX = Vs( m V ) / l mA
onde R. = 6 2 í l ( é a r e s i s t ê n c i a i n t e r n a do miliampe_ r í m e t r o ) .
29
F i g . 3.9 - Estágio de Calibração das F a i x a s
T A B E L A I I POTÊNCIA DE MICROONDAS Vs(mV± 10 mV) R NO HP 432A(m70 NO VOLT.DIGITAL 10 - 5£ 2.340 4613 3 1.5 20 1458 1 477 415 0 , 3 2. 480 2578 0 , 1 840 773 0 , 0 3 250 200 0 , 0 1 90 28
(*) Este f o i o máximo v a l o r que a f o n t e de microondas f o r n e c e u .
3 0
3 . 2 . 8 - Zero-Automático
0 zero-automático é ura c i r c u i t o que a p l i c a uma tensão de c o r r e ç a o na ponte I I quando p o t e n c i a de microondas não e s t á sendo a p l i c a d a , fazendo um zera mento f i n o no m e d i d o r . PONTE I I Z E R O -AUTO PONTE I I Z E R O -AUTO X O C H 1 -o Saída do Medi dor F i g . 3 . 1 0 - Diagrama de B l o c o s do Zero-Automático Sem p o t e n c i a de microondas a p l i c a d a e as t e n soes VQQ^P e v"-^ d i f e r e n t e s , uma tensão de e r r o apare
ce na saída do medidor. Esta tensão de e r r o é r e a l i mentada a ponte I I ( F i g . 3 . 1 0 ) a t r a v é s do c i r c u i t o de
zero-automático quando a chave CH^ é l i g a d a . A tensão de e r r o é armazenada em um c i r c u i t o de memória que mantém a c o r r e ç ã o na ponte I I e a saída do medidor v a i para z e r o . Então a p o t ê n c i a de microondas pode
ser medida com p r e c i s ã o .
a) D e s c r i ç ã o do C i r c u i t o
0 a j u s t e da tensão VÇQMP na saída da ponte I I
é f e i t o a p l i c a n d o - s e uma f o n t e de c o r r e n t e em um dos "braços da ponte como v i s t o na F i g . 3 « 1 1 « Através de R^ a tensão v"2 é a j u s t a d a para c o n s e r v a r o mesmo va
l o r dado p e l a p o l a r i z a ç ã o do t e r m i s t o r . A tensão V 2 é dada p o r :
V ? = ( V . - I R2) ^ — ( 3 . D
3 1
Quando 1 ^ aumenta, por exemplo, VV, d i m i n u i * . A ponte desbalanceia e a ação do auto-balancearaento
da ponte d i m i n u i
A c o r r e n t e I ] _ é dada em função de V-^:
( 3 . 2 )
Da equação ( 3 * 2 ) uma diminuição de V\ a c a r r e t a um aumento na c o r r e n t e 1-^, p o r c o n s e g u i n t e , um au mento na c o r r e n t e t o t a l na p o n t e , I = - " I v + Sabendo-se que: VC O M P = I - R + V3 ~ ( 3 . 3 ) Um aumento na c o r r e n t e t o t a l da ponte i m p l i c a em um aumento de Vr-Q^p. No caso de I d i m i n u i r o processo i n v e r s o o c o r r e e vQ Q H P d i m i n u i . P o r t a n t o , a tensão " Q Q7Í P Po c i e
ser a j u s t a d a p e l a variação da f o n t e de c o r r e n t e Ij). 0 a j u s t e de VçQjyjp deve ser m a n t i d o por um espaço de tempo s u f i c i e n t e para ser f e i t a a medida, sendo por t a n t o , n e c e s s á r i o um c i r c u i t o de memória para armaz^ n a r a informação de e r r o da saída do medidor e man t e - l a a p l i c a d a a ponte. Este c i r c u i t o é dado p e l o FET Q que tem a l t a impedância de e n t r a d a ( g a t e - s o u r c e ) e o c a p a c i t o r C.
Ao c i r c u i t o de memória é a p l i c a d a p r i m e i r a mente uma tensão de r e f e r ê n c i a ("V^-p = 2 , 5 8 V ) a t r a v é s
da chave CH^. Esta tensão de r e f e r ê n c i a p o l a r i z a o FET em uma c o r r e n t e de dreno ( I j ) = 1 mA) que é a p l i c a
da a ponte I I . ® d e s l i g a d a e o c a p a c i t o r C mantém e s t a tensão de r e f e r ê n c i a .
Quando p o t ê n c i a de microondas não é a p l i c a d a , ( x ) Supondo a v a r i a ç ã o de V-s pequena.
32
iiualquer tensão de e r r o (VJJJ^Q) na saída do medidor devido VQQJ^P 4 VR P I terá sua p o l a r i d a d e i n v e r t i d a no
AMP-OP A7 e a p l i c a d a em Ag. A saída do AMP-OP A3 é:
- ^ B B P - V3RRo)> o n d e <VR2? > 1 ^ ERRO D
-Quando a chave instantânea CH^ é l i g a d a a t e n são na saída do AMP-OP Ag I a p l i c a d a ao c a p a c i t o r C. A nova tensão no c a p a c i t o r v a r i a a c o r r e n t e lj) do EET
a j u s t a n d o VQQ^TP, t a l nue a saída do m e d i d o r s e j a ze_
r o . 4 E i g . 3»12 m o s t r a o c i r c u i t o completo do z e r o - a u tomático.
a j u s t e
3 3
O Of
0 o
e lo
3 4
b) D i f i c u l d a d e s
D i f i c u l d a d e s surgiram no c i r c u i t o de z e r o - a u t o m á t i c o , v i s t o que f o i d i f í c i l e n c o n t r a r que v a r i a ção de V2 a f e t a r i a ( Í » RT/ B I x ) ( F i g . 3 . 1 1 ) . Na equa
çao ( 3 . 1 ) é v i s t o que a f a i x a de v a r i a ç ã o de V? depen de t a n t o de Tj) como dog r e s i s t o r e s R 2 E R3 * C o m o *D ®
conhecido os r e s i s t o r e s R2 e R^ deveriam ser s e l e c i o
nados, t a l que a variação de V2 a f e t a s s e ( t H ^ / á l ^ ) . A
solução apareceu nos v a l o r e s de R2 = R3 = 1 K
Outro ponto i m p o r t a n t e deste c i r c u i t o f o i com r e l a ç ã o a a l t a impedância r e q u e r i d a no e s t á g i o de me mória ( F E T - C a p a c i t o r ) . Como a p l a c a de montagem do
c i r c u i t o e as chaves CH-j_ e CH2 não apresentavam boa
i s o l a ç a o o c a p a c i t o r descarregava-se a t r a v é s delas causando e r r o s na saída do medidor. F o i n e c e s s á r i o montar o c i r c u i t o em uma p l a c a de E p o x y - V i d r o e cons t r u i r as chaves CH^ e CH2 usando t e f l o n como i s o l a d o r
o que deu bom r e s u l t a d o . y
3 . 2 . 9 - Fonte DC Regulada a) Fonte DC í 15V
0 m u l t i p l i c a d o r e os AMP-OPS são p o l a r i z a d o s com uma f o n t e DC de í 15 V. 0 c i r c u i t o da f o n t e é mostrado na F i g . 3 . 1 4 . 0 r e g u l a d o r de tensão B i 723 é
usado no p r o j e t o das f o n t e s ( V i d e Apêndice B ) .
b) Fonte DC + 2.58V
A tensão de r e f e r ê n c i a do c i r c u i t o de z e r o - a u tomático (V^gji = 2,58V) é conseguida a t r a v é s de um zener de 5 , 6 V e um d i v i s o r de tensão como n o s c r a a F i g . 3 . 1 3 .
35
c) C a r a c t e r í s t i c a s das Fontes í 15 V
Tensão de entrada - 21 V ^ c (não r e g a l a d a ) Tensão de saída - í 15 V
Corrente máxima de saída - 13C mA
Corrente na carga ( f o n t e + 15 V) - 70 mA Corrente na carga ( f o n t e - 1 5 V ) - 20 mA R i p p l e com carga - 1 mV de p i c o O «43 8,<LK R MZ92 5 , 6 V
¥ 1
l O m A -O 2,58 VF i g . 3.13 - Fonte de Tensão ãe R e f e r e n c i a do Zero-Automático
37
CAPÍTULO 4
RESULTADOS E TESTES
Este c a p í t u l o m o s t r a as i n s t r u ç õ e s de ç a o , os r e s u l t a d o s das medidas r e a l i z a d a s nos sos b l o c o s e os a j u s t e s das p l a c a s de c i r c u i t o so do medidor.
4 . 1 - Conectores, C o n t r o l e s e I n d i c a d o r e s
Os c o n e c t o r e s , c o n t r o l e s e i n d i c a d o r e s do pai_ n e l f r o n t a l e de fundo do m e d i d o r , são e x p l i c a d o s nas E i g s . ( 4 . 1 e 4 . 2 ) . A d e s c r i ç ã o corresponde aos i t e n s i n d i c a d o s nas f i g u r a s .
a) Os c o n t r o l e s de zero-manual e z e r o - a u t o zeram o medidor. Quando a chave de z e r o - m a n u a l é l i g a d a , o medidor i n d i c a a diferença das t e n s õ e s de saída das
pontes. 0 potenciômetro de z e r o - m a n u a l do p a i n e l f r o n t a l ê a j u s t a d o para i g u a l a r e s t a s t e n s õ e s das pontes. Para melhores r e s u l t a d o s em uma f a i x a p a r t i c u l a r o ze
ro-automático é usado.
b) P a t o r de Calibração. A chave s e l e t o r a de f a t o r de c a l i b r a ç ã o compensa os e r r o s na medida de p_o t ê n c i a (Capítulo 2 ) . 0 v a l o r do f a t o r de c a l i b r a ç ã o peraiite uma medida d i r e t a da p o t ê n c i a de microondas f o r n e c i d a a uma impedância i g u a l a impedância c a r a c t e r í s t i c a ( ZQ) da l i n h a de transmissão e n t r e o t e r m i s
t o r com montagem e a f o n t e de m i c r o o n d a s .
opera d i v e r impres
38
c) Os c o n e c t o r e s do p a i n e l de fundo indicam as t e n s õ e s V^-p e VQQ^P (que podem ser usadas para medi
das de p r e c i s ã o ) e a tensão de saída do medidor, Vg.
F i g . 4 . 1 - Conectores, C o n t r o l e s e I n d j . cadores do P a i n e l F r o n t a l .
1 - P o t ê n c i a da Rede: chave l i g a - d e s l i g a a tensão AC da l i n h a para o c i r c u i t o i n t e r no das f o n t e s de tensão DC.
39
2 - Zero-Manual. A chave é l i g a d a quando po t ê n c i a de microondas não está sendo a p l i cada.
Z e r o - A u t o . Zero e l e t r ô n i c o que a j u s t a a tensão VQQMP para um zero f i n o na saída
do medidor, sem p o t ê n c i a de microondas a p l i c a d a . Para z e r a r o medidor, l i g u e a chave momentaneamente.
3 - F a i x a . A chave s e l e t o r a das f a i x a s de po t ê n c i a ; s e l e c i o n a f a i x a s de 0 , 0 1 a 10 inW ( - 20 dBm a + 1 0 dBm).
4 - Potenciômetro do Zero-Manual. Quando a chave ao zero-manual é l i g a d a o a j u s t e pa r a z e r a r o medidor ê f e i t o com e s t e poten c i ô m e t r o ,
5 - F a t o r de C a l i b r a ç ã o . A chave s e l e t o r a de
ganho do a m p l i f i c a d o r Ag I f i x a d a para c o r r e s p o n d e r ao f a t o r de c a l i b r a ç ã o ( 2 . 5 ) r o t u l a d o no t e r m i s t o r com montagem.
6 - Conector para Cabo do T e r m i s t o r com Monta gem. Conector de 4 p i n o s para c o n e c t a r o cabo do t e r m i s t o r ao medidor.
7 - P a i n e l de Medida. I n d i c a p o t ê n c i a i n c i d e n t e no t e r m i s t o r com montagem em m i l i w a t t s e dBm, Para usar a e s c a l a de dBm, anote o v a l o r em dBm da f a i x a em uso, e s u b t r a i a
40
4 3 C
F i g . 4 . 2 - P a i n e l de Funde
- Entrada Vjj-p. Conectada àiretamente a saí^ da da ponte I . Usada para medidas de pre c i s ã o .
- Entrada VrjOMP conectada d i r e t a m e n t e a saí. da da ponte I I . Usada p a r a medidas de pre c i s ã o .
- T e r r a do M e d i d o r .
- Conector de Tensão da L i n h a : f i x a d o para a
z
4 1
tensão u t i l i z a d a da rede (110 ou 220 Va c,
5 0 - 60 H z ) .
5 - Tensão de saída do medi dor, Vg. Usada para c a l i b r a ç ã o das f a i x a s de p o t ê n c i a .
4.2 - Instrução de Operação do M e d i d o r
1 - Conecte o t e r m i s t o r com montagem ao medi dor.
2 - L i g u e a chave ae p o t ê n c i a da r e d e .
3 - L i g u e a chave de zero-manual e a j u s t e o zero do medidor com o potenciômetro de zero-manual.
4 - F i x e a chave s e l e t o r a de f a i x a s na f a i x a de operação desejada e l i g u e a chave do z e r o - a u t o até o medidor i n d i c a r z e r o .
5 - F i x e a chave s e l e t o r a do f a t o r de c a l i b r a ção correspondente ao r o t u l a d o na monta gem do t e r m i s t o r .
6 - A p l i q u e p o t ê n c i a de microondas ao t e r m i s t o r com montagem. A p o t ê n c i a é i n d i c a d a no p a i n e l de medida d i r e t a m e n t e em mW ou
dBm.
4 . 2 . 1 - Medição de Potência com P r e c i s ã o
Para f a z e r uma medição de p o t ê n c i a com boa p r e c i s ã o a s e g u i n t e t é c n i c a pode ser usada.
a) Conecte um v o l t í m e t r o d i g i t a l nas saídas V^p e VçQj^p no p a i n e l de f u n d o .
42
b) Ligue o medidor sem p o t ê n c i a de microondas a p l i c a d a .
c) Zere o medidor com os c o n t r o l e s de zero-ma n u a l .
|
d) Ligue a chave do z e r o - a u t o e l e i a a tensão d i f e r e n c i a l ( VQ) e n t r e VC 0 Mp e VHp no voltíme t r o d i g i t a l . Vo = VCOMF - VRP e) A p l i q u e p o t ê n c i a de m i c r o o n d a s ao t e r m i s t o r com montagem. f ) L e i a novamente a tensão d i f e r e n c i a l ( V ^ ) ! en t r e VCOMP e VR F ' V l = VCOMP " VRE
g) Meça VçQffip com r e l a ç ã o ao t e r r a .
h) C a l c u l e a p o t ê n c i a i n c i d e n t e a p a r t i r da equa ção p Microondas ^ - [ 2 V C G M P ( VX. V0) + V 2 - V f ] 16RT E f i c i ê n c i a E f e t i v a onde Rj = r e s i s t ê n c i a do t e r m i s t o r (no b a l a n ç o ) .
4.3 Pontos de Testes dos V á r i o s B l o c o s
Este parágrafo i n c l u i o diagrama de b l o c o s do medidor ( E i g . 4 . 3 ) com a l o c a ç ã o dos pontos de t e s t e s
do c i r c u i t o e as t a b e l a s das t e n s õ e s c o r r e s p o n d e n t e s .
4 . 3 . 1 - Condições de Teste
na e s c a l a de 1 mW.
2 - Chave de F a t . C a l . f i x a d a era 100%. 3 - Medidas f e i t a s com r e s p e i t o ao t e r r a .
TABELA DOS PONTOS DE TESTES DE TENSÃO DO CONJUNTO
PONTOS DE TESTES TENSÃO EM VOLTS
C j P T l 1,46 CxPT2 1,46 CjPT3 8,00 12,00 CjPT5 1,46 CjPT6 1 , 46 CjPT7 8,60 y CjPT8 12,00
DOS PONTOS DE TESTES DE TENSÃO DO CONJUI
PONTOS DE TESTES TENSÃO EM (mV)
C j j P T l 189 CnPT2 567 CnFT3 8300 C1 XF T 4 470 CnPT5 477 CnPT6 2580
I C O N J U N T O I P O N T E I l & l n . P O N T E I I F A I X A S C O N J U N T O I I « M VJ L T — — • — — — — #
©
©
o t F A T . C A L . ( M CH 0Sr
©
V—t < -o • o- VR E F . O C H2Fis« 4.3 - Locação dos Pontos de Teste do Medidor
45
4. 4 - Testes das P l a c a s de C i r c u i t o I m p r e s s o
E s t e parágrafo i n c l u i os t e s t e s das v á r i a s p l a c a s de c i r c u i t o impresso do m e d i d o r com t a b e l a s das conecçoes dos p i n o s das p l a c a s e código de c o r e s da f i a ç ã o usada no m e d i d o r .
4 . 4 . 1 - P l a c a N2 1
•
A p l a c a de c i r c u i t o impresso Ne 1 , consta dos c i r c u i t o s das p o n t e s I e I I , do somador e do s u b t r a t o r . As conecçoes dos p i n o s são m o s t r a d a s na P i g . 4 . 4 .
0 t e s t e desta p l a c a é f e i t o em duas e t a p a s . 1 - Sem T e r m i s t o r : a) L i g u e os p i n o s 6 e 8 ao t e r r a . b) C u r t o - C i r c u i t e os p i n o s 1 1 e 12. c) A p l i q u e as tensões de p o l a r i z a ç ã o í 15 V nos p i n o s c o r r e s p o n d e n t e s .
d) L e i a as tensões nos p i n o s 3 e 13 estas àe vem s e r 0 V. Caso c o n t r á r i o t e s t e osAMP-OP separadamente.
2 - Com T e r m i s t o r (de p r e f e r ê n c i a u s e o t e r m i s t o r do ' t i p o NTC . . . B822001A/1K3 - IBRAPE):
a) Conecte aos p i n o s 6 e 8 os t e r m i s t o r e s (no
caso de u s a r o t e r m i s t o r com montagem 486A - v e r coneções dos p i n o s do t e r m i s t o r
no Apêndice B ) .
b ) Coloque um r e s i s t o r de 8 1 ohms e n t r e os p i n o s 11 e 12.
c) A p l i q u e as tensões de p o l a r i z a ç ã o i 15 V.
P I N O S OONECÇÕBS CÓDIGO D E CORES DOS F I O S * 1 TERRA 0 2
-
-3 5 4 + 15 V 4 5 V R F 7 6 VT( P O N T E I ) 20 7 - 15 V 20 8 VT( P O N T E I I ) 4 9-
-10 VC O M P 5 11 ZERO-MANUAL 20 12 ZERO-MANUAL 20 13 vY 5( * ) O código numérico de cores é o mesmo código de r e s i s t o r e s .
47
d) L e i a a tensão no p i n o 3 que deve ser e n t r e 5 e 9V (depende do t e r m i s t o r usado).
e) L e i a a tensão no p i n o 13 que deve ser en t r e ( - 0 , 5 a + 0 , 5 V ) .
4. 4. 2 - P l a c a N2 2
A p l a c a Nfi 2 consta do AMP-OP A^. As cone£ coes dos p i n o s são mostradas na F i g . 4.5.
T e s t a da p l a c a : 1 - E n t r a d a OV a) C u r t o - C i r c u i t e os p i n o s 1 e 6. b ) Conecte o p i n o 3 ao t e r r a . c) A p l i q u e as tensões de p o l a r i z a ç ã o i 15 V nos p i n o s c o r r e s p o n d e n t e s .
d) A saída ( p i n o 5) deve s e r zero v o l t s . 2 - E n t r a d a com + 5 VJJQ
a) C u r t o - C i r c u i t e os p i n o s 1 e 6. b ) Conecte ao p i n o 3 um& tensão + 5 V.
c) A p l i q u e as tensões de p o l a r i z a ç ã o í 15 V. d) L e i a + 10 V no p i n o 5.
4. 4.3 - P l a c a NS 3
A p l a c a N2 3 consta do m u l t i p l i c a d o r KCl494 e o AMP-OP Ag do f a t o r de c a l i b r a ç ã o . As conecçoes dos p i n o s da, p l a c a são mostradas na F i g . 4 . 6 .
F i g . 4.5 - Placa N2 2
PINOS CONECÇOES CÓDIGO DE CORES DOS PIOS 1 PARA A CHAVE DE FAIXAS 7
2 TERRA 0
3 vY 9
4 - 15 V 20
5 + 15 V 4
6 PARA A CHAVE DE FAIXAS 7
F i g . 4. 6 - Placa Ne 3
PINOS CONECÇOES CÓDIGO DE CORES DOS FIOS 1 PARA A CHAVE IX) FAT. CAL. 9
2 TERRA u 3
-
-4
-
* 5-
-6 - 15 V 20 7
-
-8 Grp, Vy; 5 9 vx c J10 PARA A CHAVE IX") FAT. CAL. 9
11 +15 v 4
12
-
-13 TERRA
50 Teste da p l a c a : 1 - A j u s t e do O f f - S e t da e n t r a d a Vx a) C u r t o - C i r c u i t e os p i n o s 1 e 10. b ) A p l i q u e a polarização í 15 V nos p i n o s c o r respon dentes. c) A p l i q u e + 5 VJ;Q em Gy. Vy ( p i n o 8 ) . d) Conecte a e n t r a d a V^ ( p i n o S) para o t e r r a . e) A j u s t e o p o t e n c i o m e t r o P2 para zero v o l t s na saída ( p i n o 1 0 ) . 2 - A j u s t e òo O f f - S e t da e n t r a d a Gp.Vy a ) A p l i q u e + 5 VJJQ em Vx ( p i n o S ) . b) Conecte a e n t r a d a Gp. Vy ( p i n o 8) para o t e r r a . j c) A j u s t e o p o t e n c i o m e t r o p a r a zero v o l t s na saída ( p i n o 1 0 ) . j 3 - A j u s t e do O f f - S e t da saída
a) Conecte Gp.Vy ( p i n o 8) e ( p i n o 9) para o t e r r a .
b) A.juste o p o t e n c i o m e t r o P^ p a r a zero v o l t s na saída ( p i n o 1 0 ) .
c) A p l i q u e + 5 V^Q em ambos G-p.Vy ( p i n o 8) e Vx ( p i n o 9 ) . A saída ( p i n o 10) deve ser
2 , 5 V . Para - 5 VJJQ nos p i n o s 8 e 9 a saída
deve ser + 2,5 V. d) Se o e r r o da saída f o r m a i o r que 40 mV (0,4/0 r e p i t a o t e s t e da p l a c a de 1 a 3. B I B L I O T E C A C t N T U O P E f l Ê N C I * H T í C N O l O t . l A
51
4. 4. 4 - Placa Ne 4
A p l a c a Ne 4 contém os AMP-OP A7, Ag, o par casado LM747 e o c i r c u i t o de tensão de r e f e r ê n c i a ( 2 , 5 8 V ) . As conecçoes dos p i n o s da p l a c a estão na F i g . 4.7. Teste da p l a c a : a) L i g u e o p i n o 2 da p l a c a ao t e r r a . b ) A p l i q u e as tensões de polarização ± 15 V. c) L e i a a tensão nos p i n o s 1 1 ou 12 - 2 , 5 8 V . I , \ 4. 4.5 - P l a c a Na 5
A p l a c a N2 5 consta dos c i r c u i t o s das f o n t e s r e g u l a d a s de tensão, í 15 V ( V e r F i g . 4 . 8 ) . Teste da p l a c a : a) L i g u e as saídas do t r a n s f o r m a d o r (de 15 RMS) nos p i n o s 2 e 3. L e r a tensão + 15 VJJÇ no p i n o 4 com relação ao t e r r a ( p i n o 1 ) . b) L i g u e as saídas do t r a n s f o r m a d o r (de 15
VEMS) nos p i n o s 6 e 7. L e r a tensão-15 VJJQ
F i g . 4.7 - Placa N2 4
P I N O S CONECÇOES CÓDIGO DE CORES DOS F I O S
1 TERRA 0 2 TENSÃO DE SALDA DO M E D . Vg 8 3 -15 v 20 4
-
-5 +15 v 4 6 —
-7
-
-8 PARA A PONTE I I 8 9 —
-10 mm -11 PARA A S CHAVES 4 12 CH-L E C H2 4 13 TERRA 0
P I N O S CONECÇOES c o i ) m ^ o c s O R E s 1 TERRA 0 2 T R A N S E . VS A Í D A DO A C 5 3 T R A N S F . VS A Í D A DO A C 5 4 V+ = 1 5 V 4 5 V - = - 15 V 20 6 T R A N S F . VS A Í D A DO A C 3 7 T R A N S F . VS A Í D A DO A C 3 8 TERRA 0
54
CAPÍTULO 5 CONCLUSÕES
Este t r a b a l h o t e v e grande importância na ex periência a d q u i r i d a com medidas de potência de m i c r o ondas e c i r c u i t o s i n t e g r a d o s . As d i f i c u l d a d e s s u r g i das c r i a r a m novas f o n t e s de conhecimentos em busca de soluções s a t i s f a t ó r i a s .
Embora se tenha superado algumas d i f i c u i d a des, o u t r a s soluções t i v e r a m suas limiitações. A f a l t a de i n s t r u m e n t o s de padrão de potênci.-a de microondas para calibração do medidor, a l g u n s componentes de boa e s t a b i l i d a d e térmica e chave de a l t a i s o l a ç ã o para o c i r c u i t o de zero-automático, t o r a a r a m - s e em uma das granaes l i m i t a ç õ e s para m e l h o r p r e c i s ã o do m e d i d o r .
Outra limitação com r e l a ç ã o a f a i x a de f r e quência se deve a d i s p o n i b i l i d a d e sãmente db termijs t o r X486A c u j a f a i x a de frequência v a i de 8 , 2 - 12,5 G-Hz. Na r e f e r ê n c i a [l8] é dada uma t ; a b e l a com v á r i o s t e r m i s t o r e s com montagem em g u i a de onda e c o a x i a l pa r a sistemas compensados em t e m p e r a t u r a , c o b r i n d o a f a i x a de 10 MHz a 40 GHz. Os v á r i o s t i p o s apresentam r e s i s t ê n c i a s n o m i n a i s de 100 ohms 012. 200 ohms. P o r t a n t o , para a m p l i a r a f a i x a de f r e q u ê n c i a do medidor ne cessário s e r i a que e l e operasse tanfco com r e s i s t ê n c i a s n o m i n a i s de 100 ohms como de 2O0 ohms.
Todas e s t a s l i m i t a ç õ e s ficara) como sugestões para o desenvolvimento de um medidos* de potência na f a i x a de microondas bem mais p r e c i s i o e com uma f a i x a de frequência bem mais ampla.
55 R l 1 0 0 ohms 1% E2 1 K 1 * R3 1 K 156 R4 1 8 1 ohms 1% R5 3 4 ohms 1 0 % R6 3 , 3 K 1 0 $ R7 1 0 0 ohms 1% 5 8 1 K 1% R9 1 K 1% R 1 0 1 0 0 ohms 1% * n 1 5 0 ohms R1 2 3 4 ohms 1 0 % R1 3 3 , 3 * 1 0 % R1 4 1 0 0 K H15 1 0 ohms 1 0 % «16 3 9 ohms 1 0 % R1 7 1 0 0 K R1 8 1 0 ohms 1 0 % «19 39 ohms 1 0 % R2 0 1 , 2 K 1 0 % C l 0 , 1 F 1 0 % c2 0 , 0 5 F 1 0 % c3 0 , 0 2 F 1 0 % CAPÍTULO 6 LISTA DE MATERIAL 1 ( Neste capítulo c o n s t a a r e l a ç ã o do m a t e r i a l e l é t r i c o e mecânico usado no p r o t ó t i p o do m e d i d o r . 6 . 1 - M a t e r i a l E l é t r i c o Conjunto Cj_ 1/4W Carvão 1/4W Carvão 1/4W Carvão 1/4W Carvão 1/4W Carvão 1/4W Carvão 1/4W Carvão 1/4W Carvão s. 1/4W Carvão I / 4 W Carvão I / 4 W P o t e n c i o m e t r o 1/4W Carvão 1 / 4 W Carvão 1/4W T r i m p o t 1/4W Carvão 1 / 4 W Carvão 1/4W T r i m p o t 1/4W Carvão 1/4W Carvão I / 4 W Carvão P o l s t . M e t . P o l i é s t e r P o l i é s t e r
56 C4 0 , 1 F 1 0 % C5 0 , 0 5 F 1 0 %
