Dip. Ing. Herbert Dingfelder DL5NEG

Articolul original se gaseste la adresa: http://www.dl5neg.de/diodesensor/diodesensor.html

Cuvant inainte

Multi radioamatori intampina adevarate probleme in masurarea puterii la frecvente ridicate. O solutie simpla este propusa de DL5NEG.

Evident ca solutia poate fi imbunatatita prin adaugarea unui microcontroler si afisarea digitala a puterii direct in dBm a rezultatului.Nu este scopul acestei lucrari. Noi am considerat ca in laboratorul radioamatorului este absolut necesara o astfel de "unealta". Ea se adreseaza in special celor care experimenteaza la frecvente ce depasesc 100MHz fiind foarte utila in reglarea oscilatoarelor, transverterelor, amplificatoarelor de medie putere, etc.

Sa ii dam cuvantul lui Herbert:

La ce este util?

Un mare numar de radioamatori au frica sa demareze in constructiile din domeniul GHz din lipsa posibilitatilor de masura la aceste frecvente.Ei bine, cei mai interesanti parametrii ai unui semnal sunt frecventa si amplitudinea.La preturi rezonabile sunt disponibile acum frecventmetre ce pot masura pana la 3GHz in timp ce RF power metrele sunt inca prohibitive ca pret.Circuitul propus transforma un semnal RF intr-un nivel de curent continuu care poate fi usor masurat de un multimetru digital obisnuit. Utilizand graficul de calibrare ce va fi prezentat in continuare puteti determina nivelul de radiofrecventa.

Cum lucreaza?

Cele 5 rezistente din intrare realizeaza de fapt un atenuator de -3dB reprezentand in acelasi timp si sarcina de 50 de ohmi pentru circuitul masurat.

Dioda BAT62-02W redreseaza semnalul, care este filtrat de catre condensatorul de la iesire.Pentru a putea filtra corect in banda larga va trebuii sa sudati condensatoarele de 10pF si 100pF imediat la iesirea diodei. Aceasta topologie va asigura un raspuns cat mai linear in frecventa.

Imaginea circuitului de mai sus trebuie rescalata pentru obtinerea unui circuit PCB corect.Fiecare patratica are dimensiunea de 1x1 mm.

(n.t.: se salveaza imaginea si se face rescalarea urmarind latimea liniei de intrare.)

Gaurile de masa au un rol foarte important pentru obtinerea unui raspuns cat mai plat in frecventa.Cu cat sunt mai multe cu atat raspunsul va fi mai bun.Am marcat trecerile pe care le-am realizat eu pentru a da o idee unde sunt punctele cele mai importante.

Pentru trecerea intre planul inferior si cel superior, am utilizat fir argintat de 1mm diametru.Cu cat diametrul este mai mare (al firului) cu atat este mai bun.Circuitul imprimat a fost realizat pe o placa dublu-placata de FR4 (steclotextolit) cu o grosime de 0.8mm pentru a mentine cat mai scurte trecerile.

(n.t.: la frecvente mari, trecerile sunt inductive si micsorarea valorii acestei inductante proprii se face prin scurtarea firului si cresterea diametrului, acest lucru este valabil oriunde avem conectari la plan de masa inferior altfel apar rezonante parazite.)

Puteti utiliza si grosime de 1.5mm dar trebuie avut in vedere ca linia de la intrare (de la mufa la rezistente) sa fie modificata pentru o latime de 2.5mm.

(n.t.: aceasta va asigura o impedanta de intrare in power-metru de 50 ohmi.)

Intrarea RF se face printr-un conector mama SMA in partea stanga a imaginii.Iesirea tensiunii continue se face in partea dreapta (DC out).Vom masura tensiunea prezenta intre DC si masa GND.Urmariti in continuare ce valori de tensiune vom recupera la aceasta iesire in functie de puterea de intrare.

Cum pot face conversia nivelului de tensiune in functie de nivelul RF?

Am realizat mai multe circuite constatand ca variatiile masurate sunt foarte mici. Astfel daca veti construi circuitul si veti respecta intocmai desenul placii veti putea utiliza tabelul de calibrare pe care l-am realizat.Puteti utiliza chiar diode BAT62 in alte tipuri de carcase pana la 2GHz. Peste 2GHz este necesar sa utilizati dioda cu cea mai mica carcasa pentru a creste frecventa de rezonanta proprie a diodei asigurand astfel o liniaritate acceptabila in frecventa.

Mai jos puteti vedea raspunsul in tensiune si frecventa pentru cateva nivele de intrare.

Asa cum se observa, tensiunea de curent continuu este practic independenta de frecventa pana la aproape 3GHz.Peste 3GHz apare o usoara dependenta dar utilizand graficul de mai jos puteti inca determina puterea de radiofrecventa cu acuratete.

(n.t.: Pentru mai multa precizie autorul prezinta un tabel detaliat al valorilor masurate in functie de puterea la intrare si frecventa pe care il puteti gasi la adresa : http://www.herbert-dingfelder.de/diodesensor/table.txt.)

Daca aveti intrebari nu ezitati sa ma contactati prin e-mail fiind bucuros sa va raspund. Veti gasi e-mail-ul meu in pagina principala la adresa : http://www.herbert-dingfelder.de/index.html

Comentariul traducatorului:

Montajul este simplu si va fi de un real folos celor ce abordeaza constructii in domeniul peste 1GHz.O mare problema pentru radioamatorul roman este procurarea diodei BAT62. O prima solutie este recuperarea ei din alte montaje (telefoane GSM mai vechi de exemplu). Codul de marcare al acestei diode este: "L"

Este o dioda Schottky produsa de Siemens a carei datasheet il puteti gasi dand o cautare pe Google la urmatoarea adresa: www.datasheetcatalog.org/datasheet/siemens/BAT62-02W.pdf

Evident ca se pot utiliza si alte diode schottky dar tabelul de echivalenta si graficul prezentat de Herbert nu va mai fi valabil. Pentru cei ce doresc sa cumpere componentele, recomand sit-ul www.rfmicrowave.it unde vor gasi enorm de multe componente de microunde la preturi excelente comanda minima fiind de 30 de euro iar taxele de transport de pentru colete pana la 250g de 5.3 Euro.

Pentru cei care au fost anul acesta la Friedrichshafen un stand a fost prezent.Conform catalogului, poate fi livrata dioda BAT62-03W in capsula SOT23 la pretul de 0.85 Euro.

Rezistentele folosite sunt SMD recuperabile din diverse montaje mai vechi, condensatorii sunt de asemeni SMD recuperabili.

Puterea maxima la intrare evident nu trebuie sa depaseasca cea admisa de atenuatorul rezistiv.

Conform autorului maximum 100mW pentru rezistente talia 0805 ar reprezenta o limita maxima.

Conform graficului prezentat se pot face masuratori intre : -35dBm si +15dBm aceasta insemnand putere masurabila intre 216nW di 32mW ! , valori suficiente pentru reglaje.

Daca se doreste marirea puterii masurate este necesara procurarea unor atenuatoare costisitoare de putere sau utilizarea unor cuploare directionale pe unda directa.

Prin utiliarea cuploarelor se poate ajunge usor la masuratori de sute de wati utiliand sonda propusa.De exemplu, un cuplor de -40dB factor de cuplaj permite masurarea unei puteri maxime de 316W.

Succes celor ce vor aborda montajul lui Herbert!

Traducere si adaptare: Florentin Margarit F/YO9CHO

Dip. Ing. Herbert Dingfelder DL5NEG

Articol aparut la 4-9-2008

17798