Меню

Измеритель мощности высоких частот



Измеритель мощности высоких частот

Цифровой измеритель ВЧ мощности на микросхеме AD8307 — из китайского мультиметра

В интернете можно найти несколько схеме высокочастотных ваттметров на основе микросхемы AD8307 фирмы Analog Devices. Поиск в Google по ключевым словам «AD8307 power meter» приведет к схемам измерителей на PIC-контроллерах и без таковых, с цифровой или стрелочной индикацией, с подключением к компьютеру и т.п.

Основа всех этих ваттметров — измерительный модуль на AD8307. Одна из его возможных схем приведена на рисунке:

Этот измерительный модуль обладает следующими параметрами:

Частотный диапазон: до 500 МГц
Входное сопротивление: 50 Ом
Измеряемый уровень сигнала: -55 . +25 dBm (от 3 нВт до 0.3 Вт)

Микросхема AD0307 — это логарифмический усилитель с характеристикой, проиллюстрированной следующим рисунком (взят из описания микросхемы [1]):

В схеме, приведенной выше, на входе AD8307 установлен делитель напряжения с коэффициентом деления 1:11. Из-за этого график будет смещен вправо примерно на 20 дБм: уровню 0 дБм будет соответствовать выходное напряжение 1.5 В, -20 дБм — 1 В и т.д.

Для измерения выходного напряжения AD8307 и индикации мощности может быть использован микроконтроллер с подключенным к его выходам жидкокристаллическим индикатором, готовый модуль — цифровой вольтметр или стрелочный индикатор. А что, если вместо них использовать «потроха» дешевого цифрового мультиметра?

Такие мультиметры обычно построены на базе микросхем ICL7106 или ICL7136 фирмы Intersil [2] или их аналогов. В моем мультиметре (DT-838 Digital Multimeter) была микросхема в бескорпусном исполнении, но с удобным доступом к выводам:

(нажмите, чтобы увеличить)

Если «выкинуть» из мультиметра все резисторные делители, пьезопищалки, предохранители, схемы контроля напряжения питания и проверки транзисторов и т.п., то останется вольтметр с пределом измерения ±200 мВ:

Осталось придумать способ подключения к нему микросхемы AD8307:

(нажмите, чтобы увеличить)

Затем откручивается печатная плата и удаляется ручка переключателя режимов работы мультиметра. Каплями припоя замыкаются те контакты переключателя, которые были бы замкнуты при установке его в положение «200m».

На верхней панели мультиметра размещается накладка с отверстиями для высокочастотного разъема (например, типа BNC) и выключателя питания. Измерительный модуль на микросхеме AD8307 располагается на миниатюрной плате, закрепленной непосредственно на разъеме. Плата изготовлена «лазерно-утюжным» способом и подключена к остальной части схемы гибкими проводами.

Читайте также:  Мощность медного провода полтора квадрата

При отсутствии на входном разъема сигнала на ЖКИ отображается уровень около -56 дБм. При подключении ко входу куска провода длиной 10 см показания «прыгают» до -52 дБм — ваттметр черезвычайно чувствителен. Кроме прямого измерения мощности сигнала, он может быть использован, например, для проверки характеристик фильтров:

На рисунке приведена измеренная при помощи этого ваттметра АЧХ полосового фильтра BPF2/4 фирмы PROCOM. (Понятно, что прибор не может показать значения мощности меньше -55 дБм). Затухание на частоте 145 МГц — 1.3 дБ.

Потребляемый прибором ток — около 15 мА (при отсутствии входного сигнала). КСВ на частотах от 0.1 до 500 МГц — не хуже 1.2.

1) Корректировка АЧХ AD8307 при помощи LC-цепи.
2) Применение 79L05 вместо 78L05 — тогда, возможно, можно будет отказаться от LMV358 в пользу LM358. (Поясняю: LMV358 — этот операционный усилитель rail-to-rail, который хорошо работает при входном напряжении 0.25 В — как раз такое напряжение оказывается на выходе AD8307 при минимальном входном сигнале. )
3) Восстановление схемы контроля напряжения питания, которую я по неосторожности удалил.

Источник

Измерение мощности низкочастотных и высокочастотных колебаний

В диапазоне частот 1. 10 кГц при измерениях электрической мощности используют ваттметры электродинамической системы.

Как и у всех приборов электродинамической системы, принцип действия ваттметра основан на том, что угол поворота а рамки (со стрелкой) измерительного механизма пропорционален произведению токов, умноженному на косинус угла φ между ними:

α = k I1I2 cosφ, (12.4)

где k — постоянный для данного прибора коэффициент.

Пусть требуется измерить активную мощность, потребляемую некоторой нагрузкой ZH к которой приложено среднее квадратическое значение гармонического напряжения UH и через нее протекает ток со средним квадратическим значением IH
сдвинутый по фазе на угол φ по отношению к напряжению.

Схема включения катушек ватт­метра показана на рис. 12.1. Непод­вижную катушку, сопротивление которой должно быть мало, вклю­чают последовательно с нагрузкой, а цепь рамки, состоящую из обмотки рамки и добавочного резистора Rдоп, — параллельно нагрузке.

Читайте также:  Ваз 2107 инжектор 2008 мощность

Если Rдоп >> ZH , то ток в неподвижной катушке I1 ≈ IH , а в подвиж­ной —
I2 ≈UH /RДОБ. Поэтому угол отклонения стрелки α с учетом фор­мулы (12.4) будет пропорционален активной мощности в нагрузке Р:

α ≈ (k IH UH / RДОБ) cosφ ≈ kP (12.5)

Ваттметры электродинамической системы можно применять для измерения электрической мощности в цепях как постоянного, так и переменного тока.

Для измерения мощности низкочастотных и высокочастотных колебаний применяют ваттметры на интегральных аналоговых перемножителях.

Интегральный перемножитель реализует передаточную функцию

pВЫХ = ka u1 u2, (12.6)

где ka — масштабный коэффициент; u1 u2— напряжения.

Рассмотрим упрощенную структурную схему аналогового инте­грального перемножителя двух напряжений, в основу работы которо­го заложен метод перемножения с воспроизведением квадратичной зависимости (рис. 12.2). В этой схеме: + — сумматор; – — вычитаю­щее устройство; Кв — устройство возведения в квадрат; :4 — делитель напряжения на четыре. Фактически выходная величина перемножите­ля пропорциональна квадрату значения, приложенного к входу. В технике измерения мощностей данную схему называют квадратором.

При перемножении двух напряжений выполняют операции:

• суммирование — u1 + u2, ;

• вычитание — u1 — u2;

• возведение в квадрат — (u1 + u2)2, (u1 — u2)2;

• вычитание квадратов — (u1 + u2)2- (u1 — u2)2 = 4 u1 u2,;

• деление напряжения на четыре — 4 u1 u2 / 4 = u1 u2 ;

Рисунок 12.2. Упрощенная структурная схема аналогового перемножителя

При использовании перемножителя сигналов в схеме ваттметр на выходе последнего следует включать низкочастотный фильтр.

Если входные перемножаемые напряжения u1 = Um cosωt и u2 = Im R cos (ωt – φ), где R — эталонное сопротивление, то сигнал на выходе перемножителя:

Рвых = ka Um Im
R (cosωt) [cos(ωt-
φ)]. Приняв коэффици­ент ka = 1, R = 1 Ом и учитывая формулу произведения косинусов, по­лучим Рвых = 0,5Um Im cos φ + 0,5Um Im cos (2ωt- φ). Выделенная фильтром постоянная составляющая пропорциональна измеряемой мощности

Читайте также:  Мощность резистора для симистора

Р0 = 0.5Um Im cos φ = UI cos φ (12.7)

где U, I— средние квадратические значения напряжения и тока.

В перемножителях применяют идентичные, со стабильными па­раметрами нелинейные элементы, имеющие квадратичные вольтамперные характеристики. Более высокую точность измерения мощ­ности по методу прямого умножения сигналов обеспечивает операция интегрирования, которую применяют в прецизионных измерительных преобразователях активной мощности промышленной частоты.

По уровню измеряемой электрической мощности все измери­тели мощности делятся на ваттметры малой (до 10 мВт), средней (10 мВт. 10 Вт) и большой мощностей (свыше 10 Вт).

Источник

Частотомер и ваттметр 1-2400МГц для измерения мощности и частоты передатчика

Купил на одном известном сайте ваттметр и частотомер за примерно 2500рублей,пришел по почте через три недели.Приобрел для того,чтобы измерять мощность самодельных передатчиков и знать излучаемую частоту.

Мощность измеряет от 100мВт до 50Вт,частоты от 1МГц до 2400МГц,входное сопротивление-50Ом,управление одна кнопка,вкл/выкл и удержание.Для начала решил измерить выходную мощность передатчика известной рации.Указанная мощность-8Вт,в интернете много отзывов о том,что рация не выдает указанной мощности и что она до 5Вт.На частоте 145МГц мощность передатчика 7.2Вт.

На частоте 500МГц выходная мощность 5Вт.

баофенг82 какая выходная мощность

На частоте гражданского диапазона 433МГц,выходная мощность рации 7.2Вт.

как измерить частоту рации,передатчика

Частоты выходного сигнала передатчика можно измерять на расстоянии.На частоте 433МГц,измеряет частоты на расстоянии до 50см,источник-рация с мощностью около 300мВт.На частоте 145МГц измеряет частоты до 20см на мощности 7.2Вт.Это связано с тем,что антенна прибора на частоту примерно 430МГц.

как измерить частоту сотового телефона

Наверняка можно измерить частоту передатчика сотового телефона.Если просто рядом с телефоном расположить прибор,то он не будет четко реагировать,т.к. мощность передатчика телефона маленькая из-за близости базовой станции.

телефон в фольге для измерения частоты передчика телефона

Чтобы сотовый телефон поднял мощность передатчика на максимум,его надо завернуть в фольгу и с одной стороны оставить отверстие,через которое будут излучаться радиоволны СВЧ.Прибор на фольге,одна сторона фольги согнута как на фото.Теперь надо кому-нибудь позвонить и быстро завернуть телефон,отверстие направить на прибор.Прибор четко не покажет частоту,но примерно цифры будут прыгать около 950-1ГГц.

Источник