Время от времени требуется измерять ВЧ напряжения, усиление/ослабление каскада, сравнить мощность передатчиков в диапазоне 433мгц. Поиски в интернете дали:
http://vrtp.ru/index.php?showtopic=8480
http://vrtp.ru/index.php?showtopic=12953
http://vrtp.ru/index.php?showtopic=13800
ну и еще пару статей образца 2001года.
Измеритель от датчан сложный, исходников нет. Стрелочным не очень удобно пользоваться. В статье из QCT 2001-6 (Bill, N8ET) применена неплохая частотная коррекция для AD8307 для частот 0-650мгц. Решил сделать простой вариант с использованием недорогого МК PIC16F684, дисплея 2х8 и само собой детекторной головки на AD8307. Соединение ВЧ головки с прибором выполнено неэкранированным плоским кабелем (3 провода) длиной 1м, такая длина провода на работу не влияет. Прибор питается от батареи напряжением 7-12в ("Крона" или 2SLiIon) и с включенной подсветкой потребляет ток 20мА. Маскимальное входное напряжение ВЧ до 2.5в.
Получилась в целом такая схема (использовал ранее сделанную отладочную плату с МК):




Вычисления проводились следующим образом:
Калибровочная точка 0dbm, что на нагрузке 50 ом дает 223,6 мв напряжения ВЧ (обозначим его как Vrf0). Этой точке по грфикам (из ДШ на микросхему, из примеров приборов с ней) соответствует напряжение на выходе около 2000мв (обозначим Uout0). Тут засада, эта цифра не точная, а применение ВЧ коррекции еще и сдвигает ее вниз примерно на 150мв. Это можно скомпенсировать подстройкой по выводу INT но пока не делал. Крутизна преобразования более точная, 25мв/дб (то же можно регулировать только в сторону снижения, не стал пока применять), обозначим как S. Микросхема фактически измеряет напряжение на входе, ее входное сопротивление около 1,1ком. Обозначим выходное напряжение как Uout, а уровень в децибелах как DBV.
Тогда DBV=(Uout-Uout0)/S. С другой стороны DBm=10*LG(P/P0) или DBv=20*LG(Vrf/Vrf0)=20*(LN(Vrf/Vrf0)/2.303). Дальше берем эти децибелы и из них вычисляем вч напряжение.
Поскольку схема ВЧ детектора с коррекцией АЧХ была применена из прототипа (QST 2001-6) а возможности точной калибровки в домашних условиях нет, воспользовался имеющимися исходными данными прототипа(Vout0=2272mV).
Опорное напряжение АЦП принято равным напряжения питания для упрощения устройства и получения частичной компенсации изменения характеристик микросхемы AD8307, которые так же в небольших пределах зависят от питания. АЦП в контроллере 10-разрядный, максимальный отсчет А=1023.
Уровень ВЧ сигнала в децибелах относительно нулевого уровня 223,6мв (1мвт на R=50ом) получается как DBV=(A*(5000мв/1023)-2272мв)/25(мв/дб) отсюда ВЧ напряжение на входе ВЧ головки VRF=VRF0*10^(DBV/20)=VRF0*2.303*E^(DBV/20)
Программа для МК написана на Бейсике.
Раздельно считать по переменным не хватило места в МК, собрал все вместе с численными коэффициентами в одну строку. Ожидаемая погрешность порядка 1дб или 12%, сравнима с погрешностью самодельных детекторных головок, только показания начинаются не с долей вольта а с 1-2мв, показания уровня в дб индицируются до уровня ниже -60дб (150-500мкв, зависит от уровня наводок) при уровне собственных шумов и помех детекторной головки -70…77дб что в домашних условиях достаточно для испытания усилителей, аттенюаторов, фильтров, антенн и прочего. Для измерения мощности прибор должен работать с эквивалентм нагрузки 50ом (мощность будет в dbm).


В общем на частоте 10-50мгц, нагрузка 50ом, сигнал с ГСС Г4-102 выставлен 500мв, прибор показывает 510-515мв, ламповый вольтметр ВК7-9 с детекторной головкой здесь же показывает то же чуть больше 0.5в (у него шкала начинается с 0.2в). При переключении ступенчатого аттенюатора ГСС прибор показывает изменение уровня на 9.5-10.5 дб при номинале 10дб (в диапазоне от +10 до -60дб), минимальное измеряемое напряжение 1-2мв.

Фото платы детекторной головки:


Фото прибора в процессе отладки:


Показания прибора (отладка):


ВЧ головка с набором аксессуаров:



Вид "изнутри":



Прибор в сборе (ВЧ головка пока без крышки но винт подключеня земли есть), показывает уровень собственных шумов:





Архив со схемой, исходником и прошивкой, печатными платами:

Обсуждение на форуме