Самодельный КСВ-метр СВЧ от IBCrazy.
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?
Нашелся готовый двунаправленные ответвитель - по параметрам просто мечта (для меня 😃 ) : 50Ω 10dB Coupling 824 to 2525 MHz - только продают пачками, по 20 штук, €2.62 штука, в сумме €52.40 - есть подозрение, что без VAT, стоимость доставки тоже не известна - заполнять форму не рискнул, сразу просят номер кредитки, когда еще абсолютно непонятно с конечной суммой. 20 штук мне без надобности, но ежели с кем-то из Питерских скооперироваться - можно было бы заказать, и платки у китайцев заказать под них (платы обойдутся в районе 14баксов десяток плюс месяц ожидание - под Новый год может быть и больше). На платку можно сразу поставить нагрузочный резистор и детектор - линейный или логарифмичекий - в небольших количествах можно получить как бесплатные образцы. Для опасающихся малых размеров могу запаять трясущимися руками 😃
Если организуется теплая компания - можно попробовать сделать, а в одиночку даже очень дорогой готовый ответвитель будет намного дешевле.
На ту же платку (5х5см) можно нарисовать еще разных микрополосковых ответвителей - при толщине платы 0.6мм ширина проводов получается небольшой, и на одной плате можно еще разместить ответвители на 0.9…1.3, 2.4 и 5.8ГГц, отстригать нужный ножницами 😃
по сути это тот же микрополосок, без расчета и изготовления оконечивающей платы он работать не способен по определению, то есть вместо экспериментов с самим ответвителем будете экспериментировать с платами, имхо овчинка выделки не стоит.
- 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.
Смещением они наоборот увеличивают чувствительность в начальной зоне и улучшают линейность.
На ту же платку (5х5см) можно нарисовать еще разных микрополосковых ответвителей
Ответвитель рассчитывается под конкретный материал, даже конкретную партию, это известная проблема
Смещением они наоборот увеличивают чувствительность в начальной зоне и улучшают линейность.
все бы хорошо но у них там вместе с этой схемой стрелочный индикатор и на нем нелинейная шкала, а на видео еще присутствует цифровой вольтметр и вот там уже схему коррекции нет и меряют вольты на детекторе.
получается такая кухня, насколько я помню после детектора ток будет и так не линейным, а вот привести нижние показания микроамерметра к нулю можно сместив рабочую точку схемы в минус, это делает как раз источник смещения, только для качественной калибровки ноля нужен эталон с известным КСВ.
Это чисто мои выводы после тщательного отсмотра их материалов и схем, могу конечно ошибаться, но в чем пока не вижу, все логично.
а вот привести нижние показания микроамерметра к нулю можно сместив рабочую точку схемы в минус, это делает как раз источник смещения, только для качественной калибровки ноля нужен эталон с известным КСВ.
Максим , диоды что применяют, шотки, - имеют вольтамперную характеристику не от нуля - а от какой то величины, к примеру от 150 мв. Это много меньше чем у обычных но все же не от нуля. То есть после диода ничего не будет если амплитуда ВЧ на его входе меньше этой величины, не будет детектирования.
А нам нужна максимальная чувствительность - иначе Вы не сможете замерять малые КСВ.
Смещением создают приоткрытие диода, смещают точку. И уже малая ВЧ амплитуда детектируется. Т.е не уменьшают чувствительность а увеличивают.
Это стандартное решение и оно описывается в даташитах на детекторные диоды. Есть рекомендации производителей о этом смещении, они рекомендуют подать смещение для создание определенной величины протекающего тока. К примеру для диодов что я применял - оптимальный ток смещения около 2 мка.
Это чисто мои выводы после тщательного отсмотра их материалов и схем, могу конечно ошибаться, но в чем пока не вижу, все логично.
У них там косяков - полно. Я вообще удивился что у Вас получилось. У них как у Вас не получилось. И ответов они разумных этому не нашли.
В частности один пример - располагая диод на ответвителе - у них ничего не вышло. Располагая на ответвителе резисторы нагрузки - так же не вышло.Что то более похожее на измерения вышло только располагая диод на конце кабеля. Повторюсь - объяснения этому они не нашли.
Нет, были бредовые объяснения - типа резонанс резистора… Однако эти же резисторы после куска кабеля - и уже вроде как работает.
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.
Скорее не ма а мка ?
Максим , диоды что применяют, шотки, - имеют вольтамперную характеристику не от нуля - а от какой то величины, к примеру от 150 мв
a zero bias
тут про оные, просвятитесь маненько cp.literature.agilent.com/…/5966-0784E.pdf
Игорь, Вы б не дергали отдельную фразу - а больше по сути изложенного писали.
Насколько я помню - они использовали диоды такого типа - www.avagotech.com/docs/AV02-1388EN
Повторюсь - смещение на диод ( определенной величины начальный ток) делают для увеличения чувствительности, для увеличения динамического диапазона. И точка. И именно про это и пишут в той ветке - откуда этот проект. И про это же пишут и в даташитах. В частности читайте даже в приведенном Вами даташите пояснения к рис 2 и 3.
И после этого принимают меры для устранения влияния этого начального тока (тока смещения) на индикатор чтоб он показывал ноль при отсутствии ВЧ.
А порог - нулевой или нет - понятие относительное, его без рассмотрения какой величины ток течет через диод - нет смысла рассматривать.
Максим , диоды что применяют, шотки, - имеют вольтамперную характеристику не от нуля - а от какой то величины, к примеру от 150 мв. Это много меньше чем у обычных но все же не от нуля. То есть после диода ничего не будет если амплитуда ВЧ на его входе меньше этой величины, не будет детектирования.
Я это знаю, но в нашем случае мы измеряем не напряжение, а ток, в этом случае при данной конкретной схеме включения эта самая “какая то величина” лежит в пределах первого деления прибора и нам малоактуальна, поэтому я и пытаюсь анализировать то что вышло у авторов и как на самом деле это работает, для чего существует напряжение смещения я знаю, мне не понятно что и как “оно смещает” в данной конкретно схеме.
Вот в случае когда они там показывают цифровой вольтметр, все иначе, там уже напряжение смещения может играть существенную роль, но опять же по вольтметру у них там все только хуже выглядит, вообще не вижу какой то однозначности по видеоролику.
Скорее не ма а мка ?
уху, верно, хотя для данной схемы это в принципе никакого значения не имеет, имеет значение лишь количественное соотношение. Ток текущий через прибор дважды шунтируется и о реальных значениях тока я не говорю вообще, только об их соотношении при разных включениях.
Пока, эксперименты приостановил, очень необходим хоть ОДИН элемент гарантированной точности (эквивалент или терминатор) где взять хз, заказывать щас бессмысленно, придет не раньше марта, почта забита подарками на НГ, потом китайские праздники, в общем тоска…
еще очень интересны комментарии по поводу применения аттенюатора и работы схемы при падении напряжения передатчика, что скажете Сергей? Может проблема именно в том что сигнал идет слишком большой мощности через ответвитель?
Оживим тему.
Вести с полей:
Выражаю огромную благодарность Алексею Гореликову за вовремя поспевшие терминаторы.
Без этого процесс получения работающего прототипа затянулся бы надолго.
Еще раз пересобрал всю конструкцию и наконец нашел причину загрубления показаний. Это оказался экран, первоначально я его крепил резинкой (чисто для оценки результата) потом припаял, а он подлец припаялся плохо и отвалился, пришлось паять повторно.
В итоге после второй перепайки резко упало качество ответвителя.
Поскольку экран у меня припаян в двух точках (пока временно) при отгибе его немного со стороны полоска, поймал момент где качество деления резко выросло, оставил так. Заново прогнал все антенны, все как и должно быть.
Итак итоги:
ответвитель работает и 100% повторяем
для повышения качества развязки необходимо экранировать, причем подобрать расстояние до экрана прямо при измерении отраженной волны, будет заметен максимум и минимум.
у меня на сегодня показания таковы:
антенна-1 прямое включение (мощность) - 50мкА обратное включение (отраженная волна) - 1.6-1.8 мкА
антенна-2 прямое включение (мощность) - 47мкА обратное включение (отраженная волна) - 8 мкА
терминатор (включен вместо эквивалента) - 52 мкА обратное включение (отраженная волна) - 16-18 мкА
Даже если прикинуть КСВН по антенне 1, получится 1.074, по терминатору примерно 2 (честно говоря не понимаю почему так, возможно сказывается влияние самого ответвителя и терминатор нужно отнести от разъема)
В общем так вот. В любом случае, результаты весьма хороши, даже в сравнении с замерами на видео от IBCrazy
Схему и фото выложу уже завтра. Она по сути не отличается от простого детектора от IBCrazy.
ЗЫ
повторюсь, поскольку в схему добавлен подстроечный резистор для выставления максимума мощности, который по сути является шунтом для микроамперметра, то значения измерений не соответствуют реальным значениям тока, нам важны только их соотношения.
Поскольку экран у меня припаян в двух точках (пока временно) при отгибе его немного со стороны полоска, поймал момент где качество деления резко выросло, оставил так.
ответвитель работает и 100% повторяем
Выражаю огромную благодарность Алексею Гореликову за вовремя поспевшие терминаторы.
Максим, по всей видимости - радость преждевременная.
- Если качество ответвителя сильно зависит от расстояния экрана, причем не очень малого - ответвитель не повторяем.
- Терминаторы что на фото с большой вероятностью только до 2Ггц, а не до 6-ти. По крайней мере те что я выписывал и точно такие по виду.
Максим, по всей видимости - радость преждевременная.
- Если качество ответвителя сильно зависит от расстояния экрана, причем не очень малого - ответвитель не повторяем.
ну тут вы не правы, подобрать расстояние до экрана не проблема дел на две минуты, насчет не малого это вы хватили, вечерком выложу фото можно и видео снять в принципе, я вчера за пять минут настроил и все вполне устойчиво работает, сегодня попробую настроить ответвитель совмещенный с детектором и терминатором.
Максим, по всей видимости - радость преждевременная.
2. Терминаторы что на фото с большой вероятностью только до 2Ггц, а не до 6-ти. По крайней мере те что я выписывал и точно такие по виду.
предположим что терминатор дает высокий КСВ на данной частоте, как же тогда он прекрасно работает как терминатор обеспечивая такую развязку (от 1 до 50 мкА по прибору)?
предположим что терминатор дает высокий КСВ на данной частоте, как же тогда он прекрасно работает как терминатор обеспечивая такую развязку (от 1 до 50 мкА по прибору)?
А с чего Вы решили что он хорошо работает? Я, допустим, читая Ваши посты прихожу к мнению что Вы изменяя расстояние до экрана вносите реактивность которая гасит комбинацию реактивностей терминатора, разъемов, ответвителя. И на 100% что имеется частотная зависимость. Подключив после этого действительно нормальный терминатор или проведя измерения на другой частоте - есть шанс увидеть не очень хорошую картину.
Я Вам Выше ссылку давал на свои изыскания. И если б я при своих опытах писал после каждого своего эксперимента - то мог бы раз десять написать - что все, наконец - работает. Однако последующий эксперимент это опровергал.
Я не говорю что не получится, но в той теме я так и не увидел - что у людей это удачно повторяется. И ответвители пытались ставить на поток, только вот заглохло, не пошло.
А сделав миниатюрный мост - у меня сразу все без барабашек заработало. Без барабашек работает и с фабричным ответвителем.