Пройшло три місяці відтоді як я опублікував першу частину по ВЧ вимірювачу потужності. Хоч давно я і не писав, але я над ним потроху працював. У серпні-вересні я написав прошивку і ось дішли руки до статті.
Друга за важливістю річ у вимірювачі -- це вхідний атенюатор. Із ним лог-підсилювач може вимірювати типові робочі потужності до кількох Ват. Промислові вимірювачі (IRC) мають вбудований атенюатор.
Розрахунок і виготовлення резистивного атенюатора -- справа не складна. В цьому відео все що потрібно знати. По цій технології я зробив під десяток атенюаторів. Але!
Але якщо виготовити аттенюатор на 10 дБ і відносно плоский до 1го гігагерца є доволі просто, то на 30 дБ до 10 ГГц складно. На графіку знизу показано мої вимірювання векторним аналізатором саморобних П-атенюатора на 40 дБ (червона лінія) і ППП-атенюатора (синя лінія). ППП-аттенюатор ділить ослаблення на кожну ланку і має значно плоскішу по частоті характеристикую. П-атенюатор зразу дає схил через паразитні ємності. ППП-атенюатора має резонанс на 4 ГГц, але це інша тема. Висновок тут такий: аби отримати частотно плоский атенюатор, треба розбивати ослаблення на кілька етапів. Окрім того, треба передбачити можливість вимірювання характеристик атенюатора на платі і врахувати поправку у прошивці приладу.
Ось розрахунок атенюатора, що піде у вимірювач з урахуванням типових номіналів резисторів. Крім того я прикинув розмір резисторів з урахуванням потужності що має на них розсіюватись.
Що ж до самого вимірювача, то я спаяв прототип для тесту прошивки і написав саму прошивку. Потібно до заводського, вимірювач потужності має кілька мод використання:
- Головний екран. Показує усереднене значення потужності (FIR фільтр) у міліватах і дБ, робочу частоту (можна і треба змінювати, крок 50MHz) і температуру лог-підсилювача (чисто інформативно, температура враховується в корекції).
- Осцилоскопічний екран. Показує середню і пікову потужність. Можна вибирати часове вікно. В дуже малі вікна піти не вдалось через обмеження ардуїно. Якби я робив би полу-комерційний продукт, то вибрав би cortex мікроконтролер від TI чи STM.
- Мода порівняння для швидкого і відностого тесту потужностей. Можна натиснути кнопку і вибрати потужність від якої іде порівняння.
Екрани трьох мод:
Наступний крок буде вирішення питань по живленню, розводка плати, тест приладу і доводка прошивки.
Найбільший недоліком у цій розробці є те, що я не знаю як дешево відкалібрувати вимірювач. Це б зняло купу проблем. Інакше, цей прилад залишається радше показометром ніж справжнім вимірювачем.