Miernik napięcia 0V-1V z dokładnością 0.0001V na ATmega poszukuję projektu i wskazówek

Fri Jul 14, 2006 3:27 pm   

Użytkownik "Martin Lukasik" <marcin@milea.pl.i.hate.this.spam> napisał
w wiadomości news:d21f9$44b7a310$c1263429$3662@ZOO.CO.UK


Jeszcze raz...
* Co to znaczy "jaką to ma moc"?
Jeżeli masz nadajnik do którego nie podłączysz obciążenia ( |Z|) to cała
fala propagowana w kierunku wyjścia zostanie odbita i wróci do nadajnika. W
złośliwym przypadku powodując uszkodzenie stopnia końcowego. W mniej
złośliwym powodując zadziałanie automatyki redukującej moc nadajnika. Ale
tak czy siak można uznać, że moc w.cz. emitowana przez nadajnik jako całość
jest bliska 0.

Stąd wniosek, że jeżeli chcesz zmierzyć moc jaką dysponuje nadajnik to
musisz podłączyć do niego obciążenie dopasowane. W tym szczególnym przypadku
napięcie na obciążeniu reprezentuje moc dostarczoną z nadajnika i wydzieloną
w całości w obciążeniu a nie odbitą z powrotem. Obciążenie dopasowane ma byc
czysto rzeczywiste: Z=50+j0. Podłączenie pierwszego z brzegu detektora
diodowego wnoszącego równolegle np. C=3pF (pojemność diody + pojemności
montażowe) to dopasowanie istotnie zaburzy.


Powstawanie fali stojącej (w wyniku nałożenia fali padającej i fali odbitej)
jest tylko wtórnym skutkiem istnienia odbić.

Następna sprawa..
Czy jesteś pewien, że urządzenie zapięte na sztuczne obciążenie w będzie
miało ochotę gadać samo ze sobą? Podejrzewam, że raz na parę sekund wyśle
krótki pakiet identyfikacyjny po czym spokojnie zajmie się oczekiwaniem na
odpowiedź. W takim przypadku możesz się nastawiac jedynie na pomiar mocy
chwilowej w czasie trwania pakietu (ile trwa? milisekundy?). Bo moc średnia
wyjdzie bardzo mizerna.

Przejrzyj ostatni rozdział w "Poradniku UKF" Z.Bieńkowskiego (urządzenia
pomiarowe). Znajdziesz tam m.in. parę przykładów skalowania detektorów
diodowych. Ale z tego co pamiętam to wszystkie popularne diodki w zakresie
1GHz i przy mocach na poziomie dziesiątek mW już cienko przędą.

Myślałem również o fajnym patencie polegającym na pomiarze mocy DC jakiej
trzeba dostarczyć do termistora, żeby utrzymać go w stałej twmperaturze.
Termistor jest sprzężony termicznie z rezystorem podgrzewanym przez moc
w.cz.. Im większa moc w.cz. tym mniejsze grzanie DC potrzebne do utrzymania
równowagi. Patent zgrabny i dosyć prosty, ale wymaga ciągłej, jednostajnej
mocy w.cz.. Czyli w Twoim przypadku odpada.

Dlatego podsunąłem Ci układy AD. Za parę USD oferują dobrą czulość,
dynamikę i liniowość detekcji a także niewielką admitancję wtrącaną do toru
pomiarowego. Do takiego np. AD8314 możesz doprowadzić max 0dBm (1mW @ 50).
W Twoim układzie może się przelewać kilkaset mW, więc musiałbś zaprojektować
sprzęgacz np. na liniach mikropaskowych odgałęziający z toru głównego część
mocy na poziomie np. -25dB i doprowadzający ją do detektora. Sprzęgacz o
płytkim sprzężeniu ma niewielki wpływ na to co się dzieje w torze głównym. Z
resztą mocy (max. 500mW) biegnącą w torze głównym robisz możesz zrobić co
chcesz - wytracić w dopasowanym obciążeniu lub doprowadzić do anteny i
nawiązać normalną komunikację z odległym urządzeniem.

Dokładając drugi detektor na drugich wrotach sprzęgacza miałbyś za jednym
zamachem pomiar mocy odbitej, a o paru przeliczeniach wynik w postaci wsp.
fali stojącej w torze antenowym. Czyli SVR-miarkę za jednym zamachem. ;-)

Detektory AD są szybkie w działaniu. (czas odpowiedzi na skok mocy wynosi
np. 70ns.). Zatem do zmierzenia max. chwilowej mocy nadajnika należaloby
dołożyć na ich wyjściu jakiś detektor szczytowy zapamiętujący napięcie
wyjściowe detektora w.cz. na czas potrzebny do spokojnego przeprowadzenia
konwersji AC np. za pomocą jakiejś ATmegi.. Czyli powiedzmy na czas rzędu
ms. A ponieważ AD83xx mają ch-kę logarytmiczną to do przetwarzania napięcia
z detektora w.cz. potrzebujesz niewielu bitów (myślę, że 8 to będzie aż
nadto).

Gdzieś w "Poradniku UKF" powinien być kawałek tekstu na temat projektowania
linii mikropaskowych i sprzęgaczy kierunkowych na laminacie. Z niezłym
przybliżeniem możesz się posiłkować wyliczeniami wykonanymi dla pasma
amatorskiego 1296MHz.



Nie miałem zamiaru Cię linczować.
Przepraszam jeżeli tak to odebrałeś. Ale przyznam, że pomysł z bepośrednim
pomiarem mocy w.cz za pomoca ATmegi z lekka mnie rozbroił ;)


--
Marek Dzwonnik, GG: #2061027 - zwykle jako 'niewidoczny'
(Uwaga Gadu-Gadulcowicze: Nie odpowiadam na anonimy.)

Fri Jul 14, 2006 3:49 pm   

Użytkownik "Marek Dzwonnik" <mdz@WIADOMO_PO_CO_TO.message.pl> napisał w
wiadomości news:44b7b7e1$1@news.home.net.pl


Podsumowując:
Bieńkowski, str 216 ...221: projektowanie linii mikropaskowych na laminacie
Bieńkowski, str 937..939: przykłady reflektometrów na pasmo 1296MHz.

Gdybym miał się zabierać do rzeczonego wcześniej pomiaru to prawdopodobnie
zacząłbym od powtórzenia jednego z tych reflektometrów Chyba najlepiej w
mikropaskowej wersji na laminacie. Ponieważ detektory diodowe są mało czułe
(tzn. mają sens przy pomiarze mocy rzędu kilku W w torze głównym) to zamiast
nich dałbym wspomniane logarytmiczne detektory Analoga (AD8314), dalej dwa
detektory szczytowe na wzm. op. (TLC272?) i tytułową ATmegę w roli
przetwornika AC, kontrolera wyświetlacza, piskacza i czego tam jeszcze.

Ot i wszystko ;)

--
Marek Dzwonnik, GG: #2061027 - zwykle jako 'niewidoczny'
(Uwaga Gadu-Gadulcowicze: Nie odpowiadam na anonimy.)

Fri Jul 14, 2006 4:39 pm   

Dzieki wielkie za wyczerpujaca odpowiedz.
To jak znajdziesz chwilke, powiedz jeszcze co myslisz o tym linku, ktory
podawalem
(http://www.mycal.net/old/projects/mpr/powerm.htm).

Szczerze to juz przestalem miec ochote "konstruowac" cokolwiek
Ale pomysle jeszcze nad tym. To 0dBm doprowadzone do AD powinien zalatwic
jeden z tlumikow.
Mam akuratnie kilka 5dB, 20dB i 25dB. Albo kablem nadrobie (tak tak,
utne go i zarobie koncowki do milimetra).

Ech... i prysnela mydlana banka...

m.

Fri Jul 14, 2006 5:09 pm   

Dnia Fri, 14 Jul 2006 11:18:57 +0100, Martin Lukasik napisał(a):


Z dalszych postów wiadomo że chodzi o pomiar mocy i to na GHz. IMO ta
dokładność jest nie do dotrzymania z prostego powodu - nie istnieją
tak dokładne oporniki na te częstotliwości (nie wspominając już o WFS
dostatecznie bliskim 0). Zatem po co się silić na dokładny pomiar
napiecia?
--
Jacek

Fri Jul 14, 2006 6:23 pm   

Użytkownik "Martin Lukasik" <marcin@milea.pl.i.hate.this.spam> napisał
w wiadomości news:a707e$44b7c8d4$c1263429$9511@ZOO.CO.UK



Najprostszy możliwy detektor.
Cóż łatwiejszego niż sprawdzić? :-)

Weź gniazdo do druku pasujące do wyjścia antenowego nadajnika. (Jakie to
złącza? N, SMA, FME? )
Bezpośrednio na nim rozmieść symetrycznie w gwiazdę parę rezystorów SMD 0805
lub 1206 (4 x 200R lub 6 x 300R). lutując je możliwie na krótko z jednej
strony do bolca gorącego a z drugiej do masy gniazda. Kondensatory
ceramiczne również w SMD i montowane na krótko.

Większy kłopot sprawi dobranie diody.
1N4148 ma pojemność C=4pF przy zerowej polaryzacji. Deklarowana w katalogu
Vishay-a sprawność detekcji przy V_HF=2V i f=100MHz wynosi zaledwie 45%. A
to by oznaczało, że sprawność detekcji 1GHz przy amplitudzie Vm=1.6V
(25mW@50ohm) lub Vm=2.2V (50mW@50ohm) będzie szczątkowa.

Wg katalogu dobre byłyby BAT62, BAT63 (detekcyjne diody Schottky-ego o
bardzo małej pojemności) . Ale nigdy nie spotkałem ich w żadnym sklepie w
PL. Podobnie jak HSB.., HSC.., HSD.. Hitachi-ego czy STDD15 STM-a.
Germanowe AAY37 tak wysoko sobie nie poradzą. W sondzie w.cz. do V640
stosowano bodajże stare ostrzowe GD507. Ale czy są jeszcze gdzieś do
upolowania?
A może diodka zrobiona z jakiegoś tranzystora HF?


Ale nie odpowiedziałeś na zasadnicze pytanie o ciągłość emisji.
Czy wiesz jak te Twoje urządzenia pracują bez nawiązania połączenia a
zapięte tylko na sztuczne obciążenie? Czy wypełnienie pracy nadajnika będzie
na tyle duże i niezmienne żeby dało się w ogóle zmierzyć cokolwiek?

--
Marek Dzwonnik, GG: #2061027 - zwykle jako 'niewidoczny'
(Uwaga Gadu-Gadulcowicze: Nie odpowiadam na anonimy.)

Fri Jul 14, 2006 7:39 pm   

Hello Jacek,

Friday, July 14, 2006, 7:09:36 PM, you wrote:


W kwestii formalnej: WFS nigdy nie dąży do zera - minimalną wartością
jest 1.

[...]

--
Best regards,
RoMan mailto:roman@pik-net.pl

Fri Jul 14, 2006 10:34 pm   

Witam

Nie przesadzajmy z brakiem elementow.
Proponuje strone http://www.dl5neg.de/diodesensor/diodesensor.html diody wcz
(m.in. GD507 - nawet mam takich pare sztuk- ale wg mnie w/w schotky sa
lepsze od GD507, te germany byly w latach 80-90 jednymi z lepszych i tanich
dostepne u "przyjaciol") sa dostepne np na alledrogo (moge poszukac
oferenta, byly chyba po 1zl i mialy pracowac do 6GHz) oraz w sklepach ( TME
?). Sa dostepne rowniez inne wcz w zlomach np telefonow komorkowych. Sam
kupilem chyba BAT 17 jak dobrze pamietam w sklepie w Krakowie parenascie
sztuk do zabawy. Do celow pomiaru mocy skutecznej zupelnie wystarcza. Na
alledrogo byly ostatnio po 20zl AD8318 chodzace do 8GHz. Nawet zastanawialem
sie czy je nie kupic. Jako obciazenie mozna zastosowac rezystory 805 ktore
uzywane sa nawet do 10GHz. Na alledrogo byly rezystory o mocy do 150W i
pracujace do 4GHz. Moge ewentualnie poszukac jeszcze pare adresow, ale to
musialoby troche potrwac. Sam w tej chwili uruchamiam miernik na AD8302 -
jego graniczna to 2,7GHz - mozliwosc pomiaru mocy i fazy, bardzo fajna i
ciekawa kosc. Jesli jeszcze jest dostep do fabrycznej aparatury mogacej
skalibrowac wykonany uklad to nie ma sie co bac tylko robic. Prakrycznie
kazda konstrukcja zaprojektowana na 2,4GHz a nie majaca filtrow na te
czestotliwosci pojdzie na 1GHz spokojnie. O przypomniala mis sie jeszcze
strona http://www.w1ghz.org/small_proj/small_proj.htm mozna ja cala
przeczytac i zastosowac! To nie te czasy ze zmuszalo sie diody i tranzystory
do pracy na czestotliwosciach wykraczajacych powyzej danych katalogowych. W
"glupim" telefonie komorkowym sa tranzystory z granicznymi 30 GHz! Im
telefon starszy tym bardziej wyposazony w ciekawe elementy. Sa rowiez
konwertery i glowice satelitarne - i jakie wspaniale elementy! I to przawie
za "darmo". Ostatnio za 25 zl mozna nabyc konwerter z szumami ponizej
0,6dB!! Ech zeby tak czlowiek byl mlodszy o te 30lat - zyc nie umierac.

Pozdrawiam
M.