Самодельный КСВ-метр СВЧ от IBCrazy.
Поднять маленько тему, что-ли.
Получается, что на микрополосках делается узкополосный ответвитель. У широкополосных внутри ферритовая конструкция.
И продают их дороговато для просто игрушки, жаба давит.
Если удовлетвориться узкополосным, то почему не применить готовые микро ответвители типа этого.
Цена на них в районе 1…2 доллара. Мощность мегаваттную не подашь, но 225 ватт обещают выдержать 😃
С такой ценой можно поставить сразу пару и иметь бинаправленный ответвитель и КСВ измерять сразу, да и мощность заодно. Все-таки вещь сделана не на кухне, полученным цифрам можно до какой-то степени доверять.
Универсальности от полученного прибора до какой-то степени можно добиться, сделав сменные головки с разными ответвителями
Ход мыслей правильный или я в сторону ушел? Или все-таки дешевле с жабой договориться и сделать широкополосный измеритель? Но в таком случае желательно бы бинаправленный ответвитель, а там дежурит гораздо более толстая жаба.
дело не в жабе, дело в самом процессе, ответвитель-заказ-месяц ждем, терминатор-заказ еще месяц и так до бесконечности, можно всю зиму собирать…
Хотя там дел то, нарисовать и протравить, щас вот протравил и спаял за 20 минут новую версию, бОльшая часть работы тут имхо, разъемы, переходники и обвязка. Например чип резисторов на кратную 50ом величину сопротивления у меня нет и в магазе (в шаговой доступности то же) и так что ни возьми, разъемы то сегодня сняли с другого заказа фактически, потому что в резерве были уже.
Ну, будем посмотреть, как у Вас дело пойдет. Хотя я подозреваю, что Вы на 5.8 ггц и остановитесь. А кому-то (в том числе и мне) другие частоты более интересны… Ну, да будем надеяться, что методику расчета отработаете - а уж по Вашим стопам смасштабируем. Ежели, конечно, поделитесь результатами экспериментов 😃
ну мне кроме 5.8 и 2.4 надобности нет, с другой стороны думаю 5.8 подойдет на 2.4 просто придется по другому отградуировать шкалу прибора или поправочный коэффициент взять.
По патенту длина полоска должна быть меньше либо равно лямбда на четыре.
Вчера протестил новый вариант ответвителя на 5.8, в принципе вариант заработал так как должен был. Появилась ощутимая развязка по прямому и отраженному выходу.
Работает так как и положено ответвителю в теории, к сожалению сравнивать не с чем. Если интересно могу выложить фотки и чертеж платы (вернее готовый pdf для лута) чертежи у меня eagle.
В процессе возникло ряд вопросов и проблем, ожидаю грамотного совета от вас
- Ткните носом плз, может где встречали методику изготовления эквивалента нагрузки для частот от 5ГГц, теория понятна, хотелось бы мнение практиков посмотреть.
- Нужно ли экранировать (или скажем обязательно ли) данный ответвитель.
- Для чего IBCrazy добавляет смещение на диод детектора? То есть чего практически он добивается, более линейные показания прибора?
- Как бы теперь отградуировать шкалу ампреметра и вообще откалибровать прибор хотя бы близко в к правде.
Во всех мануалах по повторению говорят об абсолютных значениях, делаем вот так и тогда на приборе 100мА 50 делений будут столько-то, мне в однообразие и повторяемость на 5.8 ГГц не верится нифига…
заэкранировал, собрал эквивалент нагрузки из стопки счетверенных резисторов 1к от материнок.
Что сказать, все работает как надо, схема абсолютно повторяема и работоспособна.
Фотки будут вечером.
ЗЫ
Поправьте меня если не прав, терминатор от эквивалента нагрузки только рассеиваемой мощностью отличается? То есть по сути эквивалент может служить терминатором и наоборот (если конечно не сгорит при этом)
Поправьте меня если не прав, терминатор от эквивалента нагрузки только рассеиваемой мощностью отличается?
Паразитными емкостями и индуктивностями. Чем меньше размеры Ваших резисторов, тем больше они сойдут за эквивалиент. Я обычно ставлю 2 резистора симметрично 0805 по 100 ом 1%
Ваша стопка вряд ли хорошее решение для 5.8ггц, это что угодно, но не терминатор. Но посмотрим на Ваши фотки, может, я что-то неправильно понял.
выкладываю обещанные фотки
весь набор
индикатор 50ма пять делений на десятку
далее сам направленный ответвитель, чертежи выложу по окончании экспериментов
собственно эквивалент нагрузки, пять сборок резисторов по 1кОм положены стопочкой, получается некий параллелепипед с двух сторон у него торчат контакты, к контактам плашмя припаивается текстолит (квадратики чуть большего размера) к ним припаивается центральная жила и оплетка.
Теперь про результаты немного.
Собираем схему измерения выходной мощности ъ
подключаемся к ответвителю слева направо через низ (против часовой)
1 передатчик
2 терминатор
3 детектор
4 эквивалент
Подстроечным резистором выставляем на индикаторе максимум (50мА)
Меняем местами терминатор и детектор
На приборе стрелка чуть дергается при включении, индикации практически нет
Ставим первый мой эквивалент (на фото 1 с зелеными резисторами) мощность по прибору 47 мА, отраженка 1.5 - 2 деления.
Вывод - старый эквивалент не очень, мягко говоря (относительно нового).
Не меняя настройки тестим антенны с первого фото
средняя, та которую я настраивал уже на первой версии ответвителя дает мощность 40мА и отраженку 0.4 мА, считаем КСВн (кстати камрады в первых постах были не правы, есть КСВ и есть КСВн, сичтаются по разному) итак КСВн считаем 40+4/40-4=1.2222 то есть настроена антенна по КВСн близко к идеалу, остальные две дают соответственно КСВн 1.6 и 1.7, есть еще что выжать.
Вот собственно и все.
Было бы очень конечно неплохо, протестить эквивалент и терминатор на торированном приборе, да и ответвитель то же, но в целом, результат превысил все мои скромные ожидания, весь набор собран за пару-тройку неспешных вечеров из чего попало. Но повторюсь, таких мощных результатов по развязке плеч и точности я не ожидал.
ЗЫ
Открытым направленный ответвитель только сфотан, на самом деле сверху идет кожух их фольгированного стеклотекстолита (припаян прямо к разъемам)
Без экрана качество резко падает!!!
да и еще, при пайке ответвителя на частоты выше 2.4 ГГц нужно следить что бы длина лужения на полосках была одинакова, при неравномерном лужении точность падает, видимо влияет сопротивление припоя.
- Для чего IBCrazy добавляет смещение на диод детектора? То есть чего практически он добивается, более линейные показания прибора?
Да. Именно.
И про терминаторы…
Таких насыпать? 
Было бы очень конечно неплохо, протестить эквивалент и терминатор на торированном приборе, да и ответвитель то же, но в целом, результат превысил все мои скромные ожидания, весь набор собран за пару-тройку неспешных вечеров из чего попало. Но повторюсь, таких мощных результатов по развязке плеч и точности я не ожидал.
Мое предложение в силе, но с теми же оговорками. У меня н-типа и 7/16 разъемы. Есть какой-то периходник с СМА (или обратного СМА, все время путаю) на н-типа. Но разъемы противоположные твоим - как на ассане и фотке выше. - Папа с гайкой.
Таких насыпать?
Ну от пары бы не отказался, больно муторно их искать и заказывать.
Мое предложение в силе, но с теми же оговорками. У меня н-типа и 7/16 разъемы. Есть какой-то периходник с СМА (или обратного СМА, все время путаю) на н-типа. Но разъемы противоположные твоим - как на ассане и фотке выше. - Папа с гайкой.
н-типа у меня отродясь не бывало, если найду переходники или че придумаю выйду на связь, спасибо за предложение.
Ну от пары бы не отказался, больно муторно их искать и заказывать.
Если не пожалеть разъем, можно так сделать, более-менее работает.
Господа-товарищи специалисты по СВЧ, если вместо диода использовать готовый детектор, что посоветуете предпочесть - линейный или логарифмический? Мысль сделать двунаправленный ответвитель и туда же затолкать процессор с ADC.
далее сам направленный ответвитель, чертежи выложу по окончании экспериментов
Это мне кажется или нет, что полосковые линии слишком широкие - по моим прикидкам должно быть около 2.7мм?
я бы начал с обычного диода, с ним проще подобрать параметры схемы, а уже потом получив повторяемые и логичные результаты, ставил бы хитрый детектор, как я понимаю логарифмический под цифровой индикатор, а линейный под механический больше подходит, хотя могу ошибаться
по моим прикидкам должно быть около 2.7мм?
так и есть, даже возможно чуть меньше, не помню уже. Долго подбирал параметры что бы свести приемлемый для лута зазор и волновое сопротивление полоска, могу выложить чертеж в eagle layout или готовый Pdf для печати
Мысль сделать двунаправленный ответвитель и туда же затолкать процессор с ADC.
я бы не стал отклоняться от классической схемы, там не все однозначно, на днях попробую сделать с детектором прямо на плате двойной ответвитель что бы измерять сразу и прямую и отраженку, но там даже экран сильно портит качество девайса, надо по уму ставить…
В общем пока не закончу, рекомендую делать стандартный девайс, недостаток куча лишних разъемов и один два терминатора…
ЗЫ
Специалистом меня назвать сложно, СВЧ устройства щупал лет 15 назад крайний раз, уже позабывал все
ЗЫЗЫ
То же хочу прийти потом к комплексному измерителю на МК
Судя по всему, у ответвителя есть маленький нюанс - в районе, где провода сходятся, они должны слегка утоньшаться, а где они друг другу не мешают - там толще. При зазоре 0.5 мм для рабочей зоны полосок должен быть 2.58, для свободной - 2.86 при FR4 1.6mm разделение 11.8 дб.
При меньшем зазоре влияние увеличивается, для 10дб разделения влияние мне уже перестает нравится, настолько разные получаются толщины.
Ну да у Вас он почти на рабочей зоне и кончается, при бидиректе надо бы учитывать. Хотя разъемы, находящиеся так близко от рабочей зоны мне тоже не нравятся.
Похоже, что “мне вообще ничего не нравится” (с)
Вы на какую толщину фольги рассчитывали? Двухсторонний, как мне почему-то кажется, должен быть 35 микрон?
Судя по всему, у ответвителя есть маленький нюанс - в районе, где провода сходятся, они должны слегка утоньшаться, а где они друг другу не мешают - там толще. При зазоре 0.5 мм для рабочей зоны полосок должен быть 2.58, для свободной - 2.86 при FR4 1.6mm разделение 11.8 дб.
При меньшем зазоре влияние увеличивается, для 10дб разделения влияние мне уже перестает нравится, настолько разные получаются толщины.
Я их сделал уже штуки четыре, все ваши цифры хороши для калькулятора, на практике все не так очевидно выходит
из эспериментов пока очевидно что минимизация зазора положительно сказывается на качестве девайса, надо стремиться к зазору 0.1-0.2, лутом сделать такое можно только при условии печати на фольге, печатаем на пищевой фольге, накатываем утюгом и травим вместе с фольгой, зазор до 0.15 получается без проблем.
Ну да у Вас он почти на рабочей зоне и кончается, при бидиректе надо бы учитывать. Хотя разъемы, находящиеся так близко от рабочей зоны мне тоже не нравятся.
Похоже, что “мне вообще ничего не нравится” (с)
нормально выходит, на свободные концы разъемов паяем квадратный кусок текстолита получаем качественный экран
Вы на какую толщину фольги рассчитывали? Двухсторонний, как мне почему-то кажется, должен быть 35 микрон?
Толщина изначально мне не была известна, но я поиграл с толщиной в программе расчета, разница мизерная, использовал для крайней версии плат (на фото) 0.03
Вести с полей…
Вчерась протестил переходник с запаянными наглухо терминатором и детектором прямо на плату, в принципе работает но качество хуже.
Под качеством я понимаю развязку прямой и отраженной волны и согласование тракта.
Протыкался весь вечер…
Вывод:
теоретически сделать можно и работать будет, НО
- Ответвитель должен быть симметрично согласован, иначе качество резко падает. То есть если у него есть 4 входа(выхода) то разъемы и длина полосков должны быть идентичны.
- Если правило 1. не соблюдено, то кроме повышения взаимного влиния полосков и ухудшения качества мы еще и подавляем сигнал в антенне, то есть ответвитель фактически рассогласовывает антенну.
Предполагаю что если делать весь ответвитель в планаре, то придется рассчитывать абсолютно всю разводку по плате в плоть до оконечных разъемов, разъемы в свою очередь “утаскивать” от зоны параллельных полосков подальше или выводить на корпус РК проводом. В общем надо тестить.
Просто выкинуть два разъема и заменить их SMD рассыпухой не выходит.
С другой стороны в качестве “показометра” такой девайс может и сойти, собрать можно “на коленке” и сравнить несколько антенн и выбрать лучшую или подстроить антенну.
Для абсолютных измерений нужно делать как на моем фото выше симметричный с 4мя разъемами и подбирать расположение и форму экрана (не маловажно)
Интересное утверждение…
А в умных книжках почему-то пишут, что РЕЗОНАНС как раз тем и определяется, что при нем РЕАКТИВНЫЕ сопротивления (емкостное и индуктивное) компенсируют друг-друга и остается только АКТИВНАЯ составляющая…
Веря умным книжкам, всю сознательную жизнь думал, что, если у передатчика “выходное сопротивление” 50 Ом, у кабеля “волновое сопротивление” 50 Ом и у антенны “входное сопротивление” 50 Ом - то это исключительно АКТИВНЫЕ сопротивления!
Неужели умные книжки врут ?! 😉
Умные книжки списываются с других, не менее умных книжек. Для диполя в резонансе мы имеем 72 ома, плюс реактивную составляющую. Строго говоря, могут понадобиться дополнительные реактивности. А книжки сами по себе не врут, врут или заблуждаются преимущественно номосапиЁнс.
Для диполя в резонансе мы имеем 72 ома, плюс реактивную составляющую.
Игорь - с чего это вдруг?
Резонанс значит что у антенны ( в данном случае у диполя ) нет реактивности.
Но никто не отрицает того факта что в этой ситуации у системы диполь-согласующее устройство есть не скомпенсированная реактивная составляющая, но она не от диполя , а от согласующего устройства-устройства подключения.
но она не от диполя , а от согласующего устройства-устройства подключения.
Уху, а умные книжки этого не учитывают, в них и линия передачи и выход передатчика идеально согласованы, а на практике мы имеем сборную солянку из кучи “бутылочных горлышек” по пути выход передатчика - антенна, в которых вносится активно реактивный перекос…
Игорь - с чего это вдруг?
Резонанс значит что у антенны ( в данном случае у диполя ) нет реактивности.
Но никто не отрицает того факта что в этой ситуации у системы диполь-согласующее устройство есть не скомпенсированная реактивная составляющая, но она не от диполя , а от согласующего устройства-устройства подключения.
Классика, связанные контуры в резонансе. Резонанс тока не совпадает с резонансом напряжения вот такой верблед получается. С диполем, минимум реактивности ( но она ест, как с сурком ).
Че то мы ушли от темы…
Вести с полей, вчера опять экспериментировал с самопальным КСВ метром на фото выше. В итоге ближе к вечеру показания поплыли совсем, вплоть до полного пропадания мощности на выходе. Я уже было подумал что передатчик я спалил и полез искать запасные микрухи на выходной каскад, расстроился конечно…
Как оказалось, просто тупо сел аккумулятор, причем сильно сел, светодиод на передатчике горел но передатчик работать уже не мог. Зарядил аккумулятор по новой и обнаружил забавную вещь.
Все заработало, НО сильно упало качество КСВ метра, то есть прибор для уже согласованных антенн по микроамерметру показывает отраженку порядка 15-18мА (ранее было 2-4мА), при прямом включении (мощность) 50мА.
Опять все перекрутил и пятнадцать раз перепроверил, все так и есть.
Предположений в этой связи три:
- 500 мвт передатчик качает слишком большую мощность для этого типа ответвителя, в результате когда аккумулятор подсел и мощность упала показания стали близкими к идеалу, что бы этого избежать теоретически3. нужно использовать аттенюатор после передатчика на 3-5дб, как бы его еще изготовить? может кто встречал?
- Возможно схема так и должна работать, схема у меня простая - детектор и измерительная головка 50мА с делителем напряжения на переменном резисторе. То есть товарищи с рцгрцпс для того и подают напряжение смещения на диод что бы отрезать “лишние” 10-15 мА в начале шкалы и “растянуть” индикацию. Читать их там сложно, мой беглый английский не всегда спасает.
- Выходной каскад передатчика работает на пределе при этом гонит “грязный” сигнал с высокими нелинейными искажениями и это никак не исправить, когда начинает падать напряжение ниже достаточного для стабилизации линейника, напряжение питания выходного каскада падает и поскольку схема еще работает искажения резко падают и мы получаем вполне нормальные показания КСВ .
В общем какие мнения будут, как поступить или проверить с каким случаем мы имеем дело?