Misura di impedenza e potenza con oscilloscopio

[davj2500]

Ciao a tutti.

Ho preparato un articolo che mostra come come misurare potenza e impedenza su un carico ignoto usando un oscilloscopio, riportando i riscontri con le stesse misure fatte da altri strumenti.
A causa del fatto che non tutti sono a proprio agio ad eseguire calcoli con numeri complessi, invece di illustrare i passaggi di calcolo (che per altro, a parte i numeri complessi, sono banali calcoli con la legge di Ohm ) ho realizzato un calcolatore online che prende in input le letture fatte sull'oscilloscopio e produce in output R, X, ROS, Return Loss, fase, capacità/induttanza equivalente in serie, capacità/induttanza equivalente in parallelo, resistenza equivalente in parallelo e potenza dissipata in watt e dBm.
Ecco il link:

http://www.iz2uuf.net/wp/index.php/2018/02/16/uso-delloscilloscopio-come-analizzatore-vettoriale/

Spero possa interessare.

Ciaoo
Davide

[enrico.s]

73 a tutti,

e pensare che fino a 30 minuti fa ero contento di essere riuscito a leggere la tensione in uscita dai miei rtx e lineari vari tramite una sonda e l'oscilloscopio.

Molto interessante.

Enrico

[rosco]

Mi permetto di ricordare https://www.rogerk.net/forum/index.php?topic=69931.msg738487#msg738487

Da quanto letto ( anche se velocemente ) il problema principale dell'oscilloscopio è la capacità parassita della sonda, non l'impedenza elevata, o sbaglio ?

Siccome il carico fittizio è noto ( 50 ohm suppongo;  la presa per la misura potrebbe anche essere diverso, ma comunque fisso e noto )  non vedo problemi nel misurare la potenza dissipata con un oscilloscopio misurando solo la tensione e facendo i dovuti calcoli. ( almeno per quella di picco ) 

[davj2500]

Mi permetto di ricordare https://www.rogerk.net/forum/index.php?topic=69931.msg738487#msg738487

Da quanto letto ( anche se velocemente ) il problema principale dell'oscilloscopio è la capacità parassita della sonda, non l'impedenza elevata, o sbaglio ?

Siccome il carico fittizio è noto ( 50 ohm suppongo;  la presa per la misura potrebbe anche essere diverso, ma comunque fisso e noto )  non vedo problemi nel misurare la potenza dissipata con un oscilloscopio misurando solo la tensione e facendo i dovuti calcoli. ( almeno per quella di picco ) 

Ciao Rosco.

Il "carico" Z è ignoto, non 50 ohm. Lo scopo dell'articolo è mostrare come si ricava l'impedenza Z con l'oscilloscopio così come si fa con un analizzatore vettoriale.
Se leggi l'articolo, vedrai che dei due carichi provati, nessuno è a 50 ohm (uno è una resistenza da 33 ohm in parallelo con un condensatore da 330pF e l'altro una bobina su T80-2 da 7.8uH).
Idem per la misura di potenza: noi abbiamo tremila strumenti che misurano la potenza quando questa viene erogata su un carico a 50 ohm, ma quando il carico è complesso, nessuno sa più come fare. Eppure tanti usano carichi complessi: si pensi solo a tutti coloro che usano le canne da pesca o le endfed con trasformatori vari.

Il problema dell'oscilloscopio è che le sonde hanno una capacità parassita che inficia la misura in maniera tanto più evidente quanto più si sale di frequenza. Inoltre la loro lettura del voltaggio tende a diventare più imprecisa man mano che si sale di frequenza.
Se il carico è di impedenza nota, puoi misurare la potenza dissipata usando la sola tensione RMS: anche questa tecnica è mostrata nell'articolo quando la potenza calcolata dall'oscilloscopio con la tecnica di misurare tensione, corrente e fase, viene confrontata con  una misura di impedenza fatta con il VNA correlata con una misura di tensione RMS fatta con un millivoltmetro RF.

Ciaoo
Davide

[rosco]

Forse non mi sono spiegato, ( colpa mia )

in realtà volevo domandare se nel caso del carico fittizio fosse corretta la mia ipotesi ( da elettricista)
che l'impedenza elevata della sonda fosse un vantaggio per la misura della tensione su un carico noto
(per ricavare la potenza) e non un problema visto il "disadattamento" di impedenza.

[davj2500]

Forse non mi sono spiegato, ( colpa mia )
in realtà volevo domandare se nel caso del carico fittizio fosse corretta la mia ipotesi ( da elettricista)
che l'impedenza elevata della sonda fosse un vantaggio per la misura della tensione su un carico noto
(per ricavare la potenza) e non un problema visto il "disadattamento" di impedenza.

Sì in effetti non avevo capito.
Esatto l'impedenza elevata dell'oscilloscopio è un vantaggio quando misuri la tensione in parallelo al carico fittizio da 50 ohm perché non ne varia quasi l'impedenza.

Infatti in R_t = 1/(1/R_z + 1/R_o), se la resistenza R_o dell'oscilloscopio è molto alta, 1/R_o diventa quasi zero e quindi non conta niente.
A disturbare è semmai la capacità in parallelo, specie alle frequenze più alte.

Ciaoo
Davide

[kevin98]

Salve a tutti ma per collegare l'oscilloscopio alla radio qual è il miglior metodo ?


Inviato dal mio iPhone utilizzando RogerKApp

[Rommel]

Salve a tutti.

Nel mio lavoro capita di dover fare misure simili ma in un contesto completamente differente.
Nel settore "segnalamento ferroviario" spesso per misurare i parametri di funzionamento di speciali trasformatori o induttanze, si deve usare un sistema simile per simulare il più possibile il funzionamento reale del componente nel circuito di destinazione.

Quindi invece che misurare l'induttanza e la resistenza di perdita Rs o il "Q" con un normale LCR Meter, che ha il suo generatore interno limitato nell'ampiezza e spesso anche nella frequenza, ci si ritrova a dover costruire, quando va bene, circuiti con resistenze in serie per misurare le correnti ed alimentare il circuito con generatori di funzione più amplificatori e fare le misure con l'oscilloscopio.

Nel mio caso le frequenze sono molto più basse quindi non si pone il problema dell'interferenza delle sonde, poi spesso le misure possono essere fatte anche con multimetri digitali in grado di misurare facilmente le basse frequenze in gioco e quindi avere direttamente il valore RMS quando si ha a che fare con una sinusoide semplice.

Per le altre forme d'onda ci vuole per forza l'oscilloscipio.

Io ho parecchie tabelle che ho fatto con Excel che servono per calcolare i vari limiti minimi e massimi di lettura nei vari tipi di circuiti, spesso anche risonanti, richiesti da chi costruisce le apparecchiature elettroniche di controllo.

Saluti a tutti da Alberto