Ein QRP-Leistungsmesser mit minimalem Aufwand

  Zweites Leben eines Meßinstruments

Für die Inbetriebnahme von Sendern geringer Leistung ist es hilfreich, wenn man sich sofort von der Wirksamkeit seiner Bemühungen überzeugen kann. Gerade die Beschäftigung mit batteriegespeisten Sendern kleiner und kleinster Leistung verlangt nach der Optimierung des Wirkungsgrades, um eine lange Betriebszeit mit der vorhandenen Batteriekapazität zu erreichen. Da eine Digitalanzeige für die Anzeige von Verläufen und Tendenzen weniger gut geeignet ist (der Mensch ist nun mal analog), wurde ein gerade vorhandenes analoges Einbauinstrument 100 µA mit Spiegelskala seines schon lange währenden Schlafes in einem düsteren Vorratskarton beraubt.

Für die wenigen benötigten Bauelemente lohnt es sich nicht, eine Leiterplatte anzufertigen. Ohnehin war die Verwendbarkeit des Leistungsmessers nur für den Kurzwellenbereich bis 30 MHz vorgesehen.
Für diesen Frequenzbereich sind die Leistungs-Filmwiderstände der Baureihe MP925 von Caddock wegen ihrer geringen Induktivität gut geeignet.
Ein solcher Widerstand mit Nennwert 50 Ohm wurde brutal von innen unter Zugabe von etwas Wärmeleitpaste an das Gehäuse geschraubt. Die Beinchen des Widerstandes ergaben gleichzeitig zwei Lötstützpunkte, an denen sich der komplette Gleichrichterteil, bestehend aus HF-Gleichrichterdiode und Ladekondensator verdrahten läßt. Da in jedem Fall eine Vergleichstabelle der Originalskala mit den entsprechenden Leistungswerten anzufertigen ist, spielt die Kennlinie der HF-Gleichrichterdiode keine Rolle. Germaniumdioden haben im niedrigen Leistungsbereich eine etwas günstigere Kennlinie. Ich habe eine gewöhnliche Diode 1N4148 eingebaut und bin damit zufrieden.

Die Bereichsumschaltung 2 W /20 W geschieht mit einem einpoligen Kipp-Umschalter, dessen Betätigungshebel vorn auf der Frontplatte zugänglich ist. Die Lötanschlüsse des Kippschalters tragen innen gleich noch die Einstellregler zum Abgleich der Skalenendwerte für jeden Leistungsbereich. Die Frontplatte enthält auch die BNC-Buchse, an der die zu messende HF-Leistung einzuspeisen ist.

Gleichrichterteil des QRP-Wattmeters

Vorwiderstände der Leistungsbereiche

Schaltbild

Rückwand mit Tabelle

Der Leistungsmesser ist empfindlich gegen Überlastung. Die versehentlich eingespeisten 100 W HF aus meinem Kurzwellentransceiver hatten das sofortige Sterben des 25 W-Filmwiderstandes und der Diode zur Folge. Seien Sie also gewarnt!
Die Ermittlung der Leistungswerte für die Tabelle auf der Rückseite des Gehäuses geschieht einfach mit Gleichspannung und dürfte für jedermann machbar sein.


P.S. Der Abgleich mit Gleichspannung noch einmal für Abiturienten des Jahrgangs 2012 verständlicher erklärt:

• Das Powermeter soll die effektive Leistung an 50 Ohm anzeigen.
• Es gilt: P = U²/R , wobei U die effektive Spannung am 50 Ohm Widerstand R1 ist.
• Eine Gleichspannung von 7,07/10,0/14,4/22,4 V an 50 Ohm entspricht einer effektiven Leistung von 1/2/4/10 W an 50 Ohm.
• Es handelt sich um eine Einweg-Gleichrichterschaltung. Alles was sich im Spannungs-/Zeit-Diagramm unterhalb der Zeitachse in der negativen Halbwelle tut, können wir Dank unserer Diode vergessen.
• Der Zeiger des Meßinstrumentes ist mechanisch zu träge, um schnellen Eingangsspannungen zu folgen (Integrator).
• Der unbelastete Kondensator C1 lädt sich auf den Spitzenwert der Eingangsspannung (minus Flußspannung der Diode) auf.
• Durch den Energieverbrauch des Meßinstrumentes und des Vorwiderstandes sinkt die Spannung an C1 auf einen Wert unterhalb des Spitzenwertes. Mit dem Vorwiderstand ist hier der Skalenendwert des Meßinstrumentes einzustellen.

Links mit mathematischen Grundlagen des Abgleichs eines einfachen Wattmeters mit Gleichspannung (in Englisch):
AA5TB Wattmeter