Простой измеритель СВЧ мощности -65..0 дБм

© Barbos & MEGAVOLTUS


Давно посещали мысли о необходимости сборки подобного прибора, но руки не доходили. Вдруг, как всегда резко понадобилось.
Основу измерителя мощности составляет микросхема AD8313 обладающая большим динамическим диапазоном 60 дБ в широкой полосе частот.
Реальные замеры выявили, что вполне сносно данная микросхема работает в диапазоне мощностей от -60 до -10 дБм (-10 дБм = 0,1 мВт, 0 дБм = 1 мВт, 10 дБм = 10 мВт, 20 дБм = 100 мВт если кто забыл) при этом рабочий диапазон частот намного шире от 1 МГц до 3 ГГц.
Поскольку лень-двигатель прогресса, решено было не заморачиваться с микроконтроллерами и АЦП, а использовать готовый китайский тестер. Тестер был разобран, обрезан и превращен в цифровую шкалу от - 200 до +200 мВ. Как это сделать, можно найти в инете.

Выходное напряжение AD8313 начинается примерно с 0,8 Вольт и заканчивается при типовом включении примерно на 1,7 Вольт. Для удобства отсчета показаний непосредственно в дБм нужно собрать схему смещающую "ноль". Которая и была собрана на ОУ MCP602. Применять вместо нее LM358 не советую, т.к. она плохо работает со слабыми сигналами (хотя тоже будет работать). Но можно поставить LMV358.
При монтаже не перегрейте AD8313.



Вот что получилось у меня:



Плата 2-х сторонняя, вторая сторона - сплошная земля. Отверстия на плате перемычками пропаяны на землю.



Настройка:
Входной атенюатор из 3-х резисторов отсутствует, вместо него перемычка.
Подключаем генератор и подаем 0 дБм на наше устройтство.
Первым подстроечником устанавливаем на шкале 0 дБм. Далее аттенюатором генератора уменьшаем сигнал на 30 дБм и вторым подстроечником устанавливаем - 30дБм на дисплее. Собственно все. Девайс удобен, точен и неприхотлив в работе. Чувствительность высокая, именно поэтому, если в основном будете налаживать передатчики, то установите на входе атенюатор (на схеме он есть). После чего первым резистором при поданом сигнале с генератора сместите показания на -10 дБм.

Файл платы для Sprint Layout 5.0

Через некоторое время пользователь Barbos предоложил свой вариант реализации измерительной головки на основе данной микросхемы, вот продолжение:
Микросхема AD8313 – это высокоточный (+/-1дБ) логарифмический СВЧ детектор.
Диапазон частот 100 мГц…3,5 ГГц
Динамический диапазон 70 дБ
Ток потребления 13,7 мА (при питании 5 В)
Напряжение питания 2,7…5,5 В
Эта микросхема очень удобна для применения в СВЧ измерительных приборах. На VRTP.RU уже обсуждались приборы с ее использованием, например:
http://vrtp.ru/index.php?showtopic=4178
http://vrtp.ru/index.php?showtopic=12953#
http://vrtp.ru/index.php?act=categories&CO...le&article=2410
http://vrtp.ru/index.php?act=categories&CO...cle&article=134
http://vrtp.ru/index.php?act=categories&CO...le&article=2144

Предлагаю еще один вариант СВЧ –измерителя на AD8313. Схема стандартная, по даташиту. Идея заключается в том, чтобы вынести ВЧ часть в отдельный блок.



Расположение деталей на плате:



Рисунок платы:



Готовая плата. Резисторы и конденсаторы 0805:



Обратная сторона платы – сплошная фольга с вытравленными участками для разъемов ВЧ типа SMA и 5-контактного низкочастотного. Фольга обратной стороны соединяется с фольгой общего провода через отверстия. Со стороны деталей плата закрывается крышкой–экраном из латуни или меди. Высота монтажа не более 1мм, поэтому глубина крышки выбрана 2мм. Ее можно спаять из стеклотекстолита, а можно выпилить из листа меди/латуни толщиной 2…3мм. Я выбрал последний вариант. Сначала вырезал рамку из листа 2мм при помощи тонкого алмазного круга для бормашины. Где не достает круг – допилил лобзиком. Окончательную форму доводим надфилем. Сторона рамки, обведенная красным, оставлена для жесткости – чтобы не деформировать рамку при ручной обработке; в дальнейшем она удаляется.



Далее припаиваем к рамке лист меди или латуни толщиной 0,5мм. Сверлим отверстия, опиливаем. Крышка готова:



После окончательной сборки и подгонки изделие выглядит так:



Для крепления SMA применен крепеж М2,5. Два дополнительных винта – М1,6.
Получившийся модуль имеет небольшие размеры и его можно встроить хоть в стрелочный, хоть в цифровой вольтметр с пределом 3 вольта. Жгут из трех проводов не требует экранирования.
В качестве индикатора поля детектор показал хорошую чувствительность. При включении входа через аттенюатор, его можно использовать как измеритель мощности СВЧ.
Входной импеданс микросхемы равен 900 Ом, поэтому можно попробовать применить этот модуль в качестве СВЧ милливольтметра с соответствующим входным сопротивлением, но шкала будет логарифмическая. Если же использовать как индикатор поля с ненастроенной антенной, то вместо R2 надо поставить ограничительные диоды с малой емкостью.
И еще один нюанс: не помешает «защита от дурака». Красная метка на плюсовом контакте разъема не препятствует (физически) соединить его в перевернутом положении, что неизбежно приведет к порче микросхемы. Дабы сие неприятное событие предотвратить, можно откусить последний вывод от «папы» (он не используется и соединен с землей), а ответное отверстие «мамы» заглушить. Тогда перевернуть не получится, т.к. штырек уткнется в заглушенное отверстие.

ОБСУДИТЬ НА ФОРУМЕ