Potenza PEP questa sconosciuta

Aperto da Franco Balestrazzi, 22 Marzo 2021, 08:39:27

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Franco Balestrazzi

Che cosa e' la potenza PEP. Tale acronimo significa Potenza Media al picco dell'inviluppo da non confondere con la Potenza di Picco. Sono due cose diverse e su questo giocano molto i costruttori "poco seri" di amplificatori lineari.
La PEP aveva il suo senso quando si trasmetteva in AM, non ne ha molta in SSB.
I costruttori poco seri tendono a fare si che l'acquirente assimili la PEP alla potenza di picco per potere scrivere sulle specifiche della potenza di uscita un valore doppio della massima potenza realmente ottenibile.
Un apparato da 500W prodotto da una ditta onesta dovrebbe essere dichiarato cosi' :

  • potenza massima CW = 500W
  • potenza massima RTTY = 500W
  • potenza massima SSB (oppure Potenza PEP) = 500W
mentre un costruttore poco serio

  • potenza  massima CW = 500W
  • potenza  massima RTTY = 500W
  • Potenza PEP = 1000W
Da cosa nasce la credenza che in SSB la Potenza PEP sia pari al doppio della potenza media in CW ?. Dal fatto che una sinusoide che abbia una potenza media di 1W ha una potenza di picco pari a 2W. Potenza di picco, non PEP.
I wattmetri che si usano normalmente indicano la potenza media e cioe' la Average Power.
Questa potenza coincide con la PEP usando un tono per modulare il trasmettitore ottenendo in uscita la max potenza erogabile da quest'ultimo.
La seguente tabella aiuta a capire meglio. Non considerate le prime due righe poiche' fanno riferimento all'AM.

In SSB, utilizzando un singolo tono, la Potenza media e' uguale alla PEP, utilizzando invece in doppio tono la Potenza media si riduce del 50% rispetto alla PEP. Attenzione ricordo ancora stiamo parlando non di potenza di picco.
La modulazione a due toni si usa in laboratorio per tarare il bias dello stadio finale in modo che nell'incrocio non si generino degli "scalini" o non linearita' che produrrebbero distorsione in uscita.  Lo strumento che si usa e' l'oscilloscopio collegato ad una uscita attenuata del carico fittizio. Poi se si vuole vedere anche nel dominio delle frequenza come si presenta la potenza di uscita con modulazione doppio tono si usa l'analizzatore di spettro che fa vedere le potenze per ogni tono e la eventuale portante residua e la IMD del terzo ordine che deve essere a specifiche del costruttore piu' bassa della potenza della fondamentale in relazione al tono corrispondente.
Quando si parla nel microfono (ultima riga) la PEP rimane 100W
mentre la potenza MEDIA sul parlato e letta da un wattmetro che legge la potenza media, come quello che usiamo normalmente, si riduce dal 20 al 50%. Questo e' normale.
Se non ci credete, di seguito le formulette per il calcolo della potenza media e PEP nei casi di singolo tono e doppio tono sono le seguenti :

Provate a fare i calcoli e vedrete che i risultati saranno quelli indicati in tabella. Per Vrms si intende il valore efficace della tensione su un carico da 50 OHm, per Vp si intende il valore di picco e con Vpp il valore picco-picco.
In SSB, la "Potenza Media al picco dell'inviluppo" coincide con la Potenza Media della portante CW (vedi tabella).
Quindi, quando modulate e leggete sul wattmetro una potenza dell'ordine di 20-50W e' normale perche' il vostro wattmetro non riesce a seguire i picchi e ne indica solo la media.
Quando scegliete un lineare, non fatevi influenzare dalle specifiche PEP, ma dalla sola potenza erogabile in CW key down.
Un'altra cosa, se fate un fischio prolungato nel microfono e' come se usaste un singolo tono (in realta' non e' proprio cosi' ma ci si avvicina molto) e quello che leggerete sul wattmetro sara' la max potenza erogata dal vostro TX o lineare.
Esistono strumenti decisamente costosi che indicano con precisione la potenza di picco, la potenza PEP e la potenza media (average). Un esempio di questi e' l'LP-100A che e' un wattmetro vettoriale permettendo di leggere anche i parametri Z,R,X e fase.
Per chi vuole vedere come funziona allego un link molto interessante che mostra le differenti indicazioni tra l'LP-100A e un comune wattmetro DAIWA.


73' Franco


pat0691

#1
Ottima spiegazione. Grazie Franco.
E' un argomento molto spesso dibattuto e spesso non compreso, quello della potenza in SSB.
Voglio aggiungere pero' una cosa....
Per le HF (e superiori) qui a casa ho un Kenwood TS-2000X e uno Yaesu FT-991A.
Misurando le potenze in SSB (stessa frequenza stesso carico fittizio e stesso wattmetro tradizionale che misura la potenza AWG) noto che il Kenwood rispetta perfettamente la tabellina che hai inviato, ovvero sul modulato si misuramo potenze di 30-50 watt, mentre con lo Yaesu, sul parlato si arriva molto piu' in alto, raggiungendo anche i 100 watt.
Immagino che questo comportamento sia dovuto ad una regolazione piu' o meno blanda dell'intervento del ALC.

Franco Balestrazzi

Esatto e non e' detto che sia un bene perche' significa che qualcuno e' andato attorno alla regolazione interna dell'ALC. Lo hai acquistato nuovo o usato ?
73' Franco

pat0691

No..acquistato nuovo, ed e' una scelta proprio della Yaesu. Tutti i 991A sono cosi'


Franco Balestrazzi

#4
Se si ha necessita'di un generatore a un tono o doppio tono si puo' scaricare la App : Function Generator. Ha due canali indipendenti che escono sul jack audio e si possono regolare come ampiezza, frequenza e forma d'onda. Poi se il livello non e' sufficente si puo' amplificare a parte. Per il doppio tono basta mettere in serie ad ogni uscita una R=100 OHm e collegare l'altra estremita' tra loro. Il segnale a doppio tono lo si prende in quel punto di congiunzione e si va all'oscilloscopio cosi' si vede come e' fatto un segnale a doppio tono.
73' Franco

Franco Balestrazzi

Pat, domanda, cosa ti indica il il wattmetro con 991A in CW key down ? E con il TS2000 ?. Entrambe alla massima potenza regolata.
73' Franco


pat0691

#6
Ovviamente in key down tutti e due arrivano ai canonici 100 watt. E' sul parlato che sono diversi.
Tutti e due acquistati nuovi e mai aperti.
Indipendentemente dalle regolazioni di gain microfonico o compressione. Il 991A sul parlato e' sempre abbondantemente maggiore


Franco Balestrazzi

Si vede che sul 991A la soglia di intervento dell'ALC e' piu' in alto e quindi e' piu' "barzotto" del classico Kenwood. In Yaesu hanno voluto fare felici gli utenti.
73' Franco

IU2IDU

Citazione di: IK4MDZ-Franco il 22 Marzo 2021, 11:13:37
Si vede che sul 991A la soglia di intervento dell'ALC e' piu' in alto e quindi e' piu' "barzotto" del classico Kenwood

Quoto....è esattamente così. L'FTdx3000 invece ha una soglia di intervento classica.

73 Giulio IU2IDU
IU2IDU operatore GIULIO
686-SM COTA - Associazione Radioamatori Carabinieri


Franco Balestrazzi

Spero che quanto ho scritto possa essere di utilita' per qualcuno anche per destreggiarsi nella nebbia dei produttori poco corretti.
73' Franco

pat0691

Estremamente utile Franco, dato che e' un argomento dove c'e' molta confusione di solito.

IU2IDU

Grazie Franco, scrivi sempre interventi utilissimi.

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73 Giulio IU2IDU
IU2IDU operatore GIULIO
686-SM COTA - Associazione Radioamatori Carabinieri

Franco Balestrazzi

Come mi piace leggere specifiche come queste

relative all'RM KL703 nuovo tipo dove la potenza di uscita indicata e' 500W max, senza PEP o altre invenzioni. La potenza di uscita, tra l'altro, e' plausibile in quanto 13.8V*60A=828W assorbiti. Ipotizzando un rendimento del 60% allora 828*0.6=496,8W in uscita.
73' Franco


IW2OGQ

Grazie Franco, e a tutti per i Vs. intreventi veramente esaustivi.
Vi leggo sempre con molto piacere.
73 de Rick

Rommel

Citazione di: IK4MDZ-Franco il 22 Marzo 2021, 08:39:27
Che cosa e' la potenza PEP. Tale acronimo significa Potenza Media al picco dell'inviluppo da non confondere con la Potenza di Picco. Sono due cose diverse e su questo giocano molto i costruttori "poco seri" di amplificatori lineari.
La PEP aveva il suo senso quando si trasmetteva in AM, non ne ha molta in SSB.
I costruttori poco seri tendono a fare si che l'acquirente assimili la PEP alla potenza di picco per potere scrivere sulle specifiche della potenza di uscita un valore doppio della massima potenza realmente ottenibile.
Un apparato da 500W prodotto da una ditta onesta dovrebbe essere dichiarato cosi' :

  • potenza massima CW = 500W
  • potenza massima RTTY = 500W
  • potenza massima SSB (oppure Potenza PEP) = 500W
mentre un costruttore poco serio

  • potenza  massima CW = 500W
  • potenza  massima RTTY = 500W
  • Potenza PEP = 1000W
Da cosa nasce la credenza che in SSB la Potenza PEP sia pari al doppio della potenza media in CW ?. Dal fatto che una sinusoide che abbia una potenza media di 1W ha una potenza di picco pari a 2W. Potenza di picco, non PEP.
I wattmetri che si usano normalmente indicano la potenza media e cioe' la Average Power.
Questa potenza coincide con la PEP usando un tono per modulare il trasmettitore ottenendo in uscita la max potenza erogabile da quest'ultimo.
La seguente tabella aiuta a capire meglio. Non considerate le prime due righe poiche' fanno riferimento all'AM.

In SSB, utilizzando un singolo tono, la Potenza media e' uguale alla PEP, utilizzando invece in doppio tono la Potenza media si riduce del 50% rispetto alla PEP. Attenzione ricordo ancora stiamo parlando non di potenza di picco.
La modulazione a due toni si usa in laboratorio per tarare il bias dello stadio finale in modo che nell'incrocio non si generino degli "scalini" o non linearita' che produrrebbero distorsione in uscita.  Lo strumento che si usa e' l'oscilloscopio collegato ad una uscita attenuata del carico fittizio. Poi se si vuole vedere anche nel dominio delle frequenza come si presenta la potenza di uscita con modulazione doppio tono si usa l'analizzatore di spettro che fa vedere le potenze per ogni tono e la eventuale portante residua e la IMD del terzo ordine che deve essere a specifiche del costruttore piu' bassa della potenza della fondamentale in relazione al tono corrispondente.
Quando si parla nel microfono (ultima riga) la PEP rimane 100W
mentre la potenza MEDIA sul parlato e letta da un wattmetro che legge la potenza media, come quello che usiamo normalmente, si riduce dal 20 al 50%. Questo e' normale.
Se non ci credete, di seguito le formulette per il calcolo della potenza media e PEP nei casi di singolo tono e doppio tono sono le seguenti :

Provate a fare i calcoli e vedrete che i risultati saranno quelli indicati in tabella. Per Vrms si intende il valore efficace della tensione su un carico da 50 OHm, per Vp si intende il valore di picco e con Vpp il valore picco-picco.
In SSB, la "Potenza Media al picco dell'inviluppo" coincide con la Potenza Media della portante CW (vedi tabella).
Quindi, quando modulate e leggete sul wattmetro una potenza dell'ordine di 20-50W e' normale perche' il vostro wattmetro non riesce a seguire i picchi e ne indica solo la media.
Quando scegliete un lineare, non fatevi influenzare dalle specifiche PEP, ma dalla sola potenza erogabile in CW key down.
Un'altra cosa, se fate un fischio prolungato nel microfono e' come se usaste un singolo tono (in realta' non e' proprio cosi' ma ci si avvicina molto) e quello che leggerete sul wattmetro sara' la max potenza erogata dal vostro TX o lineare.
Esistono strumenti decisamente costosi che indicano con precisione la potenza di picco, la potenza PEP e la potenza media (average). Un esempio di questi e' l'LP-100A che e' un wattmetro vettoriale permettendo di leggere anche i parametri Z,R,X e fase.
Per chi vuole vedere come funziona allego un link molto interessante che mostra le differenti indicazioni tra l'LP-100A e un comune wattmetro DAIWA.


73' Franco

Salve a tutti.

Quindi se un lineare rispondesse come riportato nella tabella (cosa che non credo) se modulo una portante da 100 W al 100% avrei un valore medio di 150W ed un picco di 400W.

Direi che è meglio modulare in AM invece che SSB.

In realtà penso che la tabella non sia deltutto corretta, perché se il lineare può erogare al massimo 100W, al 100% di modulazione in AM dovrei avere una portante di solo 25 W altrimenti tutto ciò che sale oltre i 100W sarebbe "segato" inesorabilmente.

In pratica è quello che succede quando un lineare che può accettare in ingresso un MAX di 10W, gli metto 10W di portante. Salta fuori uno schifo di modulazione distorta.
Ne dovrei mettere solo 2,5W per mantenere una modulazione OK.

Saluti a tutti da Alberto

Franco Balestrazzi

#15
infatti in AM se ci riferiamo a un trasmettitore da 100W RF, lo stadio modulatore deve fornire altri 50W di BF (con indice di modulazione pari a 1 e cioe' al 100%) il che corrisponde a 150W che lo stadio finale deve manipolare. Dei 50W, 25W si ripartiscono sulla USB e 25 sulla LSB. Quindi ai fini della trasmissione della informazione la potenza risiede nei soli 25W di una qualunque delle due bande laterali. Il rendimento del sistema e' poco conveniente. Il finale deve poi essere in grado di fornire 4 volte tanto la potenza nei picchi positivi e cioe' 400W. In pratica in AM serve un trasmettitore in grado di fornire 400W  nei picchi istantanei  di potenza per trasmettere una portante di 100W  e 50W nelle bande laterali. Ecco perche' si e' abbandonata la AM per la SSB permettendo di usare un finale con un rendimento migliore. In pratica a parita' di potenza consumata il finale puo' irradiare una potenza 4 volte superiore (teoricamente) senza che siano necessari i watt dello stadio modulante.
Ecco perche' avevo detto di concentrarsi sulle ultime tre righe dove si parla di SSB dove ovviamente non c'e' la portante.
Se volete i passaggi matematici da cui risulta che la potenza su ogni banda laterale e' 1/4 di quella della portante in AM ve li posso scrivere, ma stiamo andando fuori tema.
Per inciso, la tabella che ho riportato e' tratta dalla seconda pagina del manuale di istruzioni del wattmetro DAIWA CN-901H/P.

73' Franco

Franco Balestrazzi

#16
Ho trovato un programma che gira su PC che permette di generare due toni a scelta utilizzando la sound card interna al PC. E' possibile regolare il livello di uscita e la separazione  (bilanciamento). Molto comodo per non doversi cimentare nella costruzione di un generatore doppio tono HW.
Allego il file in formato.zip e qui sotto la schermata che compare una volta installato.