Средства измерения и контроля для FPV, часть пятая, RC Power Meter

На прошлых страничках своего дневника
rcopen.com/blogs/1628/22316
rcopen.com/blogs/1628/22323
я упоминал о своей очередной разработке-измерителе мощности.
Это страница- ответ на просьбы поделиться этой разработкой.
Вариантов за последние лет 5 у меня было множество, но только в этом году решил более тщательно проработать конструкцию.
Задача стояла сделать прибор с достаточной точностью для нашего хобби и удобным в применении.
Есть несколько приборов на рынке с подобным функционалом, однако они имеют существенные недостатки как то:

  1. Совершенно не согласованный измерительный вход прибора, с высоким КСВ на верхних диапазонах ( вплоть до КСВ>2).
    Это дает при измерениях не контролируемые значительные ошибки.
  2. Калибровка по малому числу точек. Но детектор измерителя имеет очень большую неравномерность как от частоты, так и от амплитуды, в результате получается не приемлемая точность. Наиболее часто используемый детектор ( другие имеют не лучшие характеристики)-
    www.analog.com/media/en/…/AD8317.pdf
  3. Неудобное для пользования меню.
  4. Размер самого прибора и размер индикатора неудобен в эксплуатации.
    5 Внешний подключаемый аттенюатор не калиброван.
    В результате появился сначала рабочий макет-


    а затем и окончательная версия-



    Собранная плата без экрана над детектором

    Итог-
    Прибор не мал и не велик для руки, показания легко считываются.
    При работе нет никаких многостраничных меню. Все всегда на экране индикатора.

Работа с прибором:

  1. Двумя левыми кнопками выбирается частота, на какой идет измерение.
  2. Если сигнал импульсный ( передатчик пульта или LRS) кнопкой “Impuls” включаем-отключаем режим измерения импульсного сигнала , при этом на экране отображается знак “%”, а перед ним значение скважности сигнала , в процентах.
  3. При подключении-отключении внешнего аттенюатора кнопкой “Attenuator” включаем-отключаем поправку на затухание, вносимое подключенным внешнем аттенюатором.
    При этом при включении режима отображается знак “А”. Поправка на каждой частоте предварительно измерена- откалибрована.

В зависимости от установленного аттенюатора внутри прибора наибольшая точность без внешнего аттенюатора в диапазоне +5 дбм… -35 дбм, с аттенюатором +33 дбм ( 2 вт)- -5 дбм или, при другом исполнении- без внешнего аттенюатора 0 дбм… -45 дбм, с внешним аттенюатором +33 дбм ( 2 вт)- -15 дбм.
Калибровка произведена на частотах 145,435,868,915,1100,1280,1360,1800,2440,2700,3300,4400,5400,5600,5800,5900, на каждой по 10 уровням-
0,-2,-5,-10,-15,-20,-25,-30,-35,-40.
Схема-

Плата-

Страница с проектом на гитхабе, пока там файл печатной платы, и пара хексов, под кварц 16 мгц или под внутренний генератор 8 мгц.
github.com/SerPanRC/Radio-Control-Power-Meter
Продолжение следует…

  • 6693
Comments
leesicin

Спасибо!

Панкратов_Сергей

Добавил файлы прошивки микроконтроллера на гитхаб и фотографии в дневник.

Plohish

здорово! Почему не используешь вот такой готовый модуль?

Панкратов_Сергей

У него вход не согласован, точность измерения будет никакая.
Топология и монтаж совершенно не для СВЧ.
Вот просто обратите как припаян разъем измерительного входа, у платы не обрезан участок без земляного полигона. Центральный вывод и ноги разъема висят в воздухе…
В итоге- до полутора ггц как то работать будет, выше- ни о какой точности измерения речи не идет.
Вообще все что на али для СВЧ не выдерживает никакой критики.

Alex135

Как я рад как я рад. Спасибо Сергей. Ищем детали

Mr_JeyB

Сергей, а в чем заключается согласование входа измерителя?

Панкратов_Сергей

Правильная топология + аттенюатор на плате.

alezalez

Сергей, спасибо!

Alex135

собрать то много ума не надо, вот откалибровать будет тяжко

Панкратов_Сергей

Это да. Нужны приборы и время.
А при сборке самое сложное, если ранее не паяли подобные корпуса, пайка AD8317.

Alex135

подводный камень лучше знать заранее, ждем продолжения

sirQWERTY

Сергей, а какие аттенюатор и кварц (модель) используются Вами?

Панкратов_Сергей

Кварц CSTCE16M, но можно и без него, если фюзы шить под внутренний генератор. Хекс под 8 мгц там тоже есть.
Аттенюаторы IMS1141-10DB ил на 8 дб.

soliada

Здравствуйте Сергей.Хотел спросить вопрос.А возможно ли будет отправить Вам готовый прибор на калибровку?

Панкратов_Сергей

Можно. Не за так естественно, время на калибровку уходит столько же как и на сборку прибора.
Почта моя serpanrc(собака)yandex.ru Личка тут постоянно забита.
Сегодня человек с сайта радиолюбителей- УКВ-истов промерил прибор и сравнил с китайцем.
Ссылка- rcopen.com/forum/f90/topic437478/98

sirQWERTY

Сергей, схему Вашего устройства нарисовал. На Вашей схеме не хватает номинал индуктивности L2 (обведено красным), а также, мне кажется, Вы не классически изобразили схему сброса микроконтроллера (Красным я нарисовал ее “классически”).
В принципе я могу и плату в орле развести, единственное, я не знаком с правилами разводки СВЧ цепей. Но судя по Вашей плате, элементы до входя в AD8317 просто расположены как можно ближе друг к другу, и “обложены” землей. Если это и все нюансы в данном случае, то можно и плату развести.
Ссылка на изображение схемы.

soliada

Схема сброса на схеме Сергея правильная, arduino.ru/…/Arduino-Pro-Mini-schematic.pdf
Классический Reset,просто подтянутый к плюсу вывод.

Панкратов_Сергей

Спасибо.
L2 2.2 мкгн, но можно просто перемычку.
Сброс- как в ардуине. Может пригодиться.
Номинал резистора по цепи ТX 330 ом.
На схеме я забыл на входе 8317 резистор на землю, 53 ома. На печатной плате он есть.
Забыл и конденсатор в 1 мкф на питание операционника после дросселя. На плате он есть.
Еще моя ошибка, питание через второй дроссель только операционника, лог детектор питается через первый дроссель…
Еще, по схеме резистор для контрастности переменный. Пунктиром отмечен постоянный. Под мои экземпляры индикаторов он получился номиналом 2 ком, их и ставлю.
Топологию крайне желательно у AD8317 полностью сохранить.

Панкратов_Сергей

Отредактировал пост и добавил фото собранной платы без экрана.

sirQWERTY

О, как Вы ловко усмотрели ошибку в номинале резистора. Поправил. Цепь сброса сохраним в редакции автора. Недостающие компоненты дорисую и попробую развести плату. У Вас конденсаторы и резисторы между высокочастотным входом и входом AD8317 какого типоразмера?
Резистор увидел, поставлю. Емкость поставлю. По поводу питания лог. детектора и ОУ, я может что не вижу, но мне кажется что все и у Вас, и у меня так, как Вы пишите.

soliada

Сергей,а можете подсказать название аттенюатора?

Панкратов_Сергей

вот

Панкратов Сергей;bt152432

Кварц CSTCE16M, но можно и без него, если фюзы шить под внутренний генератор. Хекс под 8 мгц там тоже есть.
Аттенюаторы IMS1141-10DB ил на 8 дб.

soliada

Здравствуйте.Хотел спросить где Вы покупали аттенюаторы?В принципе все необходимые детали заказал,остался только аттенюатор.
Вопрос к общественности.У кого есть желание собрать подобный прибор?Можно объедениться т.к некоторые детали дешевле купить кучкой,да и платы если заказывать,то сделают минимум 10шт.

DiscoMan

Сергей, исправьте уже ваше Freg во всех прошивках и устройствах на Freq, если уж вы имеете в виду сокращение от слова Frequency))

Воронов

Ребята, у кого есть лишний аттенюатор? Куплю по сходной цене. Спасибо.

Dark_Wind

Народ, ткните носом, пожалуйста, где рассказывалось о методике калибровки? Собственно куда вносить поправки?

Plohish

AD8603AUJ-R2
AD8603AUJ-REEL
AD8603AUJ-REEL7
AD8603AUJZ-R21
AD8603AUJZ-REEL1
AD8603AUJZ-REEL71

в чём разница и что брать?

Панкратов_Сергей

Не знаю точно. Но скорее всего просто упаковкой… Сколько на ленте и на какой…

heli_nick

Сергей! А что вы можете сказать о приборчике RF Explorer 3G+ IoT j3.rf-explorer.com/…/181-rf-explorer-3g-iot-for-ar… как о базисе для проведения сравнительных измерений в диапазоне до 2,7 ГГц. Это такая же плата, как используется в законченных анализаторах спектра RF Explorer, которые вы обсуждали с коллегой <a class=“username” href=“rcopen.com/member70219” rel=“nofollow”>72AG_ClearSky (rcopen.com/blogs/70219/21074 ).

Панкратов_Сергей

Если это такая же плата, как вы пишите, то что можно еще сказать?
Значит те же недостатки о которых писали.

heli_nick
Панкратов Сергей;bt160595

Если это такая же плата, как вы пишите, то что можно еще сказать?
Значит те же недостатки о которых писали.

Плата такая же, как в приборчике RF Explorer для работы в диапазоне 15 - 2700 МГц - RFEMWSUB3G . А вы с коллегой 72AG_ClearSky обсуждали работу прибора в диапазоне 5,8ГГц, где используется другой модуль. А меня как раз интересует использование этой штуки в низкочастотных диапазонах, ну и 2,4 ГГц тоже интересно. 😉

Plohish

балалайку собрал, кто бы мог оказать помощь в калибровке?
а ещё, могу поделиться платами…