domingo, 2 de julho de 2017
sexta-feira, 30 de junho de 2017
quinta-feira, 29 de junho de 2017
Calculando a potência de transmissão dBm / dBi
Calculando a potência de transmissão.
A potência total da transmissão é medida em dBm (decibel milliwatt), enquanto o ganho da antena é medido em dBi (decibel isotrópico). Em ambos os casos, é usado o decibel como unidade de medida, mas o parâmetro de comparação é diferente, daí o uso de duas siglas distintas.
No caso da potência de transmissão, o parâmetro de comparação é um sinal de 1 milliwatt. Dentro da escala, um sinal de 1 milliwatt corresponde a 0 dBm. A partir daí, cada vez que é dobrada a potência do sinal, são somados aproximadamente 3 decibéis, já que, dentro da escala, um aumento de 3 decibéis corresponde a um sinal duas vezes mais forte, da mesma forma que temos com o som:
Referencia 1 milliwatt.
O ganho da antena, por sua vez, é medido em relação a um radiador isotrópico, um modelo teórico de antena, onde o sinal seria transmitido igualmente em todas as direções. Um radiador isotrópico seria uma esfera perfeita, sem diferença alguma de polarização em toda a superfície. Ele é impossível de construir na prática (já que a presença do conector já tornaria a esfera imperfeita) e não seria muito útil de qualquer forma, pois mandaria muito sinal para o céu e para a terra e menos sinal para os receptores que devem recebê-lo.
Todas as antenas concentram o sinal em determinadas direções, sendo que quanto mais concentrado é o sinal, maior é o ganho. Uma antena de 3 dBi, por exemplo, irradia o sinal com o dobro de potência que um radiador isotrópico, porém irradia em um ângulo duas vezes menor. Uma antena de 6 dBi oferece um sinal quatro vezes mais concentrado, porém para um ângulo 4 vezes mais estreito, e assim por diante. De uma forma geral, quanto maior é o ganho desejado, maior precisa ser a antena; justamente por isso as antenas omnidirecionais e yagi de alto ganho são muito maiores que as antenas padrão de 0Dbi.
Continuando, a potência total de saída é obtida convertendo a potência do transmissor, de milliwatts para dBm e, em seguida, somando o ganho da antena (em dBi). Duas calculadoras que oferecem a opção são:
http://www.radiolabs.com/stations/wifi_calc.html
http://store.freenet-antennas.com/linkbudget.php
+ = resultado.0 dBm = 1 milliwatt
3 dBm = 2 milliwatts
6 dBm = 4 milliwatts
9 dBm = 7.9 milliwatts
12 dBm = 15.8 milliwatts
15 dBm = 31.6 milliwatts
18 dBm = 61.1 milliwatts
21 dBm = 125.9 milliwatts
24 dBm = 251.2 milliwatts
27 dBm = 501.2 milliwatts
30 dBm = 1 watt
60 dBm = 10 watts
O ganho da antena, por sua vez, é medido em relação a um radiador isotrópico, um modelo teórico de antena, onde o sinal seria transmitido igualmente em todas as direções. Um radiador isotrópico seria uma esfera perfeita, sem diferença alguma de polarização em toda a superfície. Ele é impossível de construir na prática (já que a presença do conector já tornaria a esfera imperfeita) e não seria muito útil de qualquer forma, pois mandaria muito sinal para o céu e para a terra e menos sinal para os receptores que devem recebê-lo.
Todas as antenas concentram o sinal em determinadas direções, sendo que quanto mais concentrado é o sinal, maior é o ganho. Uma antena de 3 dBi, por exemplo, irradia o sinal com o dobro de potência que um radiador isotrópico, porém irradia em um ângulo duas vezes menor. Uma antena de 6 dBi oferece um sinal quatro vezes mais concentrado, porém para um ângulo 4 vezes mais estreito, e assim por diante. De uma forma geral, quanto maior é o ganho desejado, maior precisa ser a antena; justamente por isso as antenas omnidirecionais e yagi de alto ganho são muito maiores que as antenas padrão de 0Dbi.
Continuando, a potência total de saída é obtida convertendo a potência do transmissor, de milliwatts para dBm e, em seguida, somando o ganho da antena (em dBi). Duas calculadoras que oferecem a opção são:
http://www.radiolabs.com/stations/wifi_calc.html
http://store.freenet-antennas.com/linkbudget.php
R.O.E. x % de perda — Cálculos.
Uma relação de ondas estacionárias de 1 para 1 (1:1) significa que toda potencia produzida gelo seu transmissor está sendo irradiada. E a transmissão perfeita que todos procuram usando para esta finalidade medidores de ROE e fazendo o casa- mento perfeito da linha de transmissão com o aparelho
Uma relação diferente de 1 para 1 significa que existem perdas, e estas são evidentemente prejudiciais à sua transmissão.
Os medidores de ROE que existem, entretanto, possuem uma escala dada em termos de relação de ondas estacionárias que permitem apenas que o amador procure o menor valor, mas não lhe permitem ter uma ideia real de quanto está saindo ou quanto está sendo perdido em matéria de potência.
Quantos watts você está perdendo de seus 5 W do transmissor PX se a relação de ondas estacionárias de sua estação for de 1:2? Evidentemente, pela indicação 1:2 do instrumento você não é capaz de dizer nada se não souber fazer alguns cálculos
OS CÁLCULOS
A relação de ondas estacionárias (ROE), está relacionada com a potência que seu transmissor deve enviar à antena e a potência que é refletida pela seguinte fórmula:
Onde:
ROE - relação de ondas estacionárias
Pd - Potência direta, ou potência de seu transmissor (W)
Pr - potência refletida, ou potência perdida (W)
Quando a potência refletida é zero, portanto Pr=0, a resolução da fórmula nos leva a um valor 1.
Quando a potência refletida é igual a potência direta, a relação Pr/Pd tende a 1, de modo que no denominador da expressão que dá a ROE temos um valor que tende a zero. Isso significa que a ROE tende a infinito.
Isso significa que entre 1 e infinito temos uma escala que corresponde em termos de potência a valores entre 0 e 100%.
Em termos de porcentagem podemos então escrever a seguinte fórmula:
E claro que muitos leitores não gostam muito de “mexer com números" de modo que as coisas podem ser facilitadas com o uso de nomograma. Este nomograma é mostrado então na figura abaixo.
Temos então a relação direta que existe entre a indicação de ROE e a porcentagem de potência refletida.
Para você saber quanto está sendo perdido de potência em sua transmissão o procedimento é o seguinte:
a) Veja a indicação de ROE de seu instrumento.
b) No nomograma veja a porcentagem correspondente de potência refletida.
c) Multiplique o valor encontrado em porcentagem pela potência de seu transmissor e divida 0 valor por 100. Você terá a potência perdida.
d) Subtraia da potência do seu transmissor a potência perdida e você terá a potência irradiada.
Damos a seguir um exemplo numérico.
Exemplo: O indicador de ROE mostra uma relação de 1:1,8 para seu transmissor de 5W. Quanto está sendo irradiado e quanto está sendo perdido?
a) Pela escala verificamos que a relação de 1:1,8 de ROE corresponde a potência perdida ou refletida de 7,8% (basta procurar o valor 1,8 na escala e ver a correspondência).
b) Multiplicamos o valor encontrado que é de 7,8 pela potência do transmissor e dividimos o resultado por 100:
Pr = (7,8 x 5)/100
Pr = 39/100
Pr : = 0,39 W
A potência refletida neste caso é de O,39 W, ou seja, 390 mW.
c) Subtraímos da potência total do transmissor que é de 5 W os 0,39W para determinar a potência que está sendo irradiada efetivamente.
Pi : 5 - O,39
Pi = 4,61 W
OUTRO EXEMPLO:
Tabela de R.O.E x Potência Transmitida com referência de 4W.
R.O.E. | % de perda | ERP* | Watts transmitidos |
1.0:1 | 0.0% | 100.0% | 4.00 |
1.1:1 | 0.2% | 99.8% | 3.99 |
1.2:1 | 0.8% | 99.2% | 3.97 |
1.3:1 | 1.7% | 98.3% | 3.93 |
1.4:1 | 2.8% | 97.2% | 3.89 |
1.5:1 | 4.0% | 96.0% | 3.84 |
1.6:1 | 5.3% | 94.7% | 3.79 |
1.7:1 | 6.7% | 93.3% | 3.73 |
1.8:1 | 8.2% | 91.8% | 3.67 |
2.0:1 | 11.1% | 88.9% | 3.56 |
2.2:1 | 14.1% | 85.9% | 3.44 |
2.4:1 | 17.0% | 83.0% | 3.32 |
2.6:1 | 19.8% | 80.2% | 3.21 |
3.0:1 | 25.0% | 75.0% | 3.00 |
4.0:1 | 36.0% | 64.0% | 2.56 |
5.0:1 | 44.4% | 55.6% | 2.22 |
6.0:1 | 51.0% | 49.0% | 1.96 |
7.0:1 | 56.3% | 43.8% | 1.75 |
8.0:1 | 60.5% | 39.5% | 1.58 |
9.0:1 | 64.0% | 36.0% | 1.44 |
10.0:1 | 66.9% | 33.1% | 1.32 |
A R.O.E. é uma relação, portanto deve ser sempre apresentada como tal. Não é correto dizermos que uma antena está com R.O.E. de zero ou 1.5, e sim que ela está com R.O.E. de 1:1.0 ou 1:1.5.
Vale lembrar também que é característica intrínseca de algumas antenas uma R.O.E. diferente de 1:1.0. Muitos projetos de antenas tem como sua melhor R.O.E. em torno de 1:1.5.
Transmissores atuais contam com um circuito de proteção que detecta quando há R.O.E. excessiva, diminuindo automaticamente sua potência para evitar danos em seus módulos ou transistores de saída.
Para finalizar, qual seria o limite máximo seguro de R.O.E. para se transmitir? Difícil dizer. Se o rádio tem proteção, não precisamos nos preocupar, ele cuida disso. Agora se não tem, acredito que não exceder 1:2.0 é uma prática segura. Agora não é porque seu rádio tem proteção que vai transmitir de qualquer jeito. Lembre-se, com R.O.E. alta, sua potência será reduzida e o pouco que sobrar perderá boa parte em calor.
Artigo original Newton C Braga
Artigo original Newton C Braga
quinta-feira, 8 de junho de 2017
Amplificador de RF PLL 25W 30W 2SC 1946A
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Os valores dos componentes estão impressos na própria placa (verde).
sexta-feira, 19 de maio de 2017
Saiba o alcance de uma rádio AM ou FM.
Todos os radialistas sempre têm querido saber a que distância pode chegar com seu transmissor e sua antena. Mas para conhecer uma cobertura aproximada é necessário conhecer as características concretas de cada emissora, equipamento e lugar geográfico.
Por este motivo é muito difícil obter uma fórmula mágica para dizer que com 1 watt atinge a 1 quilômetro de distância. Não é sempre assim pela quantidade de variáveis que entram em jogo na hora de determinar uma área de cobertura.
Mas não desistamos. Vejamos os fatores que intervém para entender o processo e responder a questão.
A potência
É o fator principal. Por isso, se toma como valor referente para as tabelas de distância. A maior potencia maior cobertura. Sua medida são os Watt.
A frequência
Também influi para a distância, a frequência do dial pela qual transmite uma emissora. As frequências mais baixas tendem a chegar mais longe. Quer dizer, que para as mesmas condições de lugar, potência e todas as demais que veremos, uma rádio no 88 MHz chegará um pouco mais longe que uma em 108 MHz. Não há tanta diferença na FM, mas sim com as rádios AM.
A antena
As antenas de FM têm mais ganhos. Quer dizer, aumentam a potência que lhes chega do transmissor. Dependendo do tipo de antena e do número de dipolos com que contem, teremos possibilidades de chegar mais longe. Quanto maior ganho, maior alcance. Há sistemas de antenas que possuem mais de um dipolo irradiador. Quanto maior número de dipolos, maior ganho e maior cobertura.
As antenas de AM irradiam em todas as direções. Enquanto as de FM, depende de para onde as dirijamos, ou seja, de sua orientação. Esta também influi na área de cobertura. Na FM também influi a altura das antenas. Quanto maior a altura melhor cobertura do sinal e maior alcance.
O terreno
A topografia do terreno determina em muito o alcance de uma transmissão. Ainda que pareça mentira, nosso entorno condiciona em grande medida a qualidade e o alcance do sinal. Morros ou edifícios vão debilitando o sinal das emissoras FM, mas os rios e a vegetação úmida ajudam que estas viagem mais longe. Os solos secos também debilitam as ondas de AM.
O clima
As transmissões em AM são fortemente afetadas pelo clima. As tempestades elétricas, além de fazer ruídos, diminuem a cobertura.
Construímos agora uma tabela de coberturas aproximadas, partindo das seguintes condições ótimas:
– Transmissor com 100% de potência nominal. Se indica que é de 1 w, essa será sua potência real.
– Perdas mínimas no sistema. Se o comprimento do cabo que une o transmissor com a antena é muito longo, haverá perdas de potência. Também se perde entre os diferentes conectores do sistema.
– Para a tabela FM, usaremos antenas com ganho + 6 db situadas em um monte acima de todos os edifícios da cidade. A distância máxima de cobertura está calculada para o lugar até onde estão orientados os dipolos da antena.
– Clima. Sem tempestades e com uma umidade relativa moderada no ambiente.
– Terreno. Plano, sem grandes montanhas ou obstáculos que dificultem a propagação do sinal.
– Hora do dia. Na FM não influi, mas para AM constam distâncias diferentes para o dia e para a noite.
Por este motivo é muito difícil obter uma fórmula mágica para dizer que com 1 watt atinge a 1 quilômetro de distância. Não é sempre assim pela quantidade de variáveis que entram em jogo na hora de determinar uma área de cobertura.
Mas não desistamos. Vejamos os fatores que intervém para entender o processo e responder a questão.
A potência
É o fator principal. Por isso, se toma como valor referente para as tabelas de distância. A maior potencia maior cobertura. Sua medida são os Watt.
A frequência
Também influi para a distância, a frequência do dial pela qual transmite uma emissora. As frequências mais baixas tendem a chegar mais longe. Quer dizer, que para as mesmas condições de lugar, potência e todas as demais que veremos, uma rádio no 88 MHz chegará um pouco mais longe que uma em 108 MHz. Não há tanta diferença na FM, mas sim com as rádios AM.
A antena
As antenas de FM têm mais ganhos. Quer dizer, aumentam a potência que lhes chega do transmissor. Dependendo do tipo de antena e do número de dipolos com que contem, teremos possibilidades de chegar mais longe. Quanto maior ganho, maior alcance. Há sistemas de antenas que possuem mais de um dipolo irradiador. Quanto maior número de dipolos, maior ganho e maior cobertura.
As antenas de AM irradiam em todas as direções. Enquanto as de FM, depende de para onde as dirijamos, ou seja, de sua orientação. Esta também influi na área de cobertura. Na FM também influi a altura das antenas. Quanto maior a altura melhor cobertura do sinal e maior alcance.
O terreno
A topografia do terreno determina em muito o alcance de uma transmissão. Ainda que pareça mentira, nosso entorno condiciona em grande medida a qualidade e o alcance do sinal. Morros ou edifícios vão debilitando o sinal das emissoras FM, mas os rios e a vegetação úmida ajudam que estas viagem mais longe. Os solos secos também debilitam as ondas de AM.
O clima
As transmissões em AM são fortemente afetadas pelo clima. As tempestades elétricas, além de fazer ruídos, diminuem a cobertura.
Construímos agora uma tabela de coberturas aproximadas, partindo das seguintes condições ótimas:
– Transmissor com 100% de potência nominal. Se indica que é de 1 w, essa será sua potência real.
– Perdas mínimas no sistema. Se o comprimento do cabo que une o transmissor com a antena é muito longo, haverá perdas de potência. Também se perde entre os diferentes conectores do sistema.
– Para a tabela FM, usaremos antenas com ganho + 6 db situadas em um monte acima de todos os edifícios da cidade. A distância máxima de cobertura está calculada para o lugar até onde estão orientados os dipolos da antena.
– Clima. Sem tempestades e com uma umidade relativa moderada no ambiente.
– Terreno. Plano, sem grandes montanhas ou obstáculos que dificultem a propagação do sinal.
– Hora do dia. Na FM não influi, mas para AM constam distâncias diferentes para o dia e para a noite.
FM Potência | Distância em linha reta | AM Potência | Distância em linha reta |
1 watt | 1 a 5 Km. | 1.000 watt (1 Kw) | Dia 100-150 Km. Noite 200-250 Km. |
| 5 watts | 5 a 10 Km. | 5.000 watt (5 Kw) | Dia 150-200 Km. Noite 300-350 Km. |
15 watt | Máximo 15 Km. | 10.000 watt (10 Kw) | Dia 200-250 Km. Noite 400-450 Km. |
25 watt | Máximo 20 Km. | 20.000 watt (20 Kw). | Dia 250-300 Km. Noite 450-500 Km. |
50 a 100 watt | 25 a 35 Km | ||
1.000 watt (1 Kw) | 50 km | ||
2.000 watt (2 Kw) | 100 Km | ||
5.000 watt (5 Kw) | Máximo 150 – 200 Km (ótimas condições, cerca de rios que ajudem a propagação) |
BIBLIOGRAFIA
Manual para Radialistas Analfabéticos, de Santiago García Gago. Una produção UNESCO.
Manual para Radialistas Analfabéticos, de Santiago García Gago. Una produção UNESCO.
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