Μέτρηση ισχύος RF

[MacGyver]

Δεν περίμενα στο forum αυτό να αμφισβητείται ο μαθηματικός τύπος P= Vrms^2 / RL τέσπα . Το λάθος στο δικός σου σκεπτικό είναι ότι δεν χρησιμοποιούμε ποτέ το κύκλωμα Peak Detector (ανιχνευτής κορυφής) που έχει εφαρμόσει ο Γιάννης δηλ. δίοδο εν σειρά πυκνωτής προς γη για να κάνει την ανόρθωση και να την μετρήσει με ένα απλό πολύμετρο την Vpeak όταν αυτή είναι μικρότερη από την τάση πτώση της διόδου. Άρα αν δεχτούμε ότι η δίοδος που χρησιμοποίησε ο Γιάννης έχει τάση πτώσης 0,25V ή 250 mV τότε μπορεί να χρησιμοποιήσει τον ανιχνευτή κορυφής από σήματα ισχύος -1dBm και επάνω γιατί το Vpeak στο -1 dBm@50Ω είναι 282mV άρα θα μετρήσει στο πολύμετρο 282 - 250 =32mV και όταν θα χρησιμοποιήσει τον τύπο ισχύος θα βρει το Vpeak = 32 mV + 250 mV (Vdrop)= 282 mV και Vrms = 282mV * 0.707 = 199.2 mV . Άρα P=(0.1992*0.1992)/50= 0.7mW = -1dBm @ 50Ω . Συμπέρασμα με κύκλωμα ανιχνευτή κορυφής όπου η δίοδος παρουσιάζει πτώση τάσης 250mV μπορούμε να μετρήσουμε ελάχιστη ισχύ μέχρι -1dBm και πάνω . Ισχύ κάτω από -1 dBm όπως στο δικός σου σκεπτικό τα -4dBm ο ανιχνευτής κορυφής δεν πρόκειται να δείξει την παραμικρή ένδειξη στο πολύμετρο γιατί η Vpeak είναι μικρότερη από την πτώση τάσης της διόδου Vdrop.

"Eppur si muove"

[744]

Όσο και αν φαίνεται απίστευτο, με μια RF power Detector diode, που είναι, Low barrier diode, μπορείς να μετρήσεις μέχρι -40dbm. Τόνισα και τις τέσσερις λέξεις και επιπλέον την detector.

Είπα και παραπάνω ότι δεν είναι απλές δίοδοι ανόρθωσης ή απλές γρήγορες δίοδοι ανόρθωσης. Είναι φτιαγμένες για άλλη δουλειά, αυτήν που θέλω εν πάση περιπτώση, και την κάνουν την δουλειά τους μια χαρά.

Αν οι απαιτήσεις είναι κάτω των -40dbm, ένα Spectrum Analyzer έστω και φθηνό είναι μονόδρομος. Προς το παρόν μου φτάνει αυτό. Και είναι και αρκετά ακριβές, αν δεν κάνεις την πατάτα που έκανα εγώ.

Μια καλή λοιπόν δίοδος για τέτοια δουλειά είναι η BAT62-02W που από -40dbm μέχρι +15 έχει εντυπωσιακά γραμμική συμπεριφορά και για συχνότητες ως 6ghz με ασήμαντες αποκλίσεις από γιγάκυκλο σε γιγάκυκλο. Για μισό γιγάκυκλο δεν το συζητάμε...

[MacGyver]

Άρα; Δεν ισχύουν οι κανόνες για τις συγκεκριμένες μόνο;

[744]

Για τις συγκεκριμένες ισχύει το διάγραμμα στη σελίδα 8 του datasheet της ΒΑΤ62 που επισυνάπτω.

[MacGyver]

Δεν περίμενα στο forum αυτό να αμφισβητείται ο μαθηματικός τύπος P= Vrms^2 / RL τέσπα . Το λάθος στο δικός σου σκεπτικό είναι ότι δεν χρησιμοποιούμε ποτέ το κύκλωμα Peak Detector (ανιχνευτής κορυφής) που έχει εφαρμόσει ο Γιάννης δηλ. δίοδο εν σειρά πυκνωτής προς γη για να κάνει την ανόρθωση και να την μετρήσει με ένα απλό πολύμετρο την Vpeak όταν αυτή είναι μικρότερη από την τάση πτώση της διόδου.............. Ισχύ κάτω από -1 dBm όπως στο δικός σου σκεπτικό τα -4dBm ο ανιχνευτής κορυφής δεν πρόκειται να δείξει την παραμικρή ένδειξη στο πολύμετρο γιατί η Vpeak είναι μικρότερη από την πτώση τάσης της διόδου Vdrop.

Βλέποντας το γράφημα, παρατηρούμε ότι το μεγαλύτερο τμήμα, σχεδόν 4/5 της κλίμακας, είναι κάτω από τα 250mv της διόδου.
Πως γίνεται;

[744]

Τα στρεβλά της παιδείας!!!

Μάθαμε στο σχολείο ότι η δίοδος είναι κάτι σαν διακόπτης και κάτω από τα 0,7 ΔΕΝ άγει. Σωστά?

ΛΑΘΟΣ!

Ως ένα σημείο άγει και μάλιστα γραμμικά. Από τα 0,7 και μετά άγει εκθετικά.

Αλλά υπάρχουν και οι Low barrier δίοδοι, όρος που τον ανάφερα αρκετές φορές, όπως αυτή που ασχολούμαστε εδώ και άγουν από ακόμα χαμηλότερη τάση, με γραμμική καμπύλη.

Αυτό έχει να κάνει με την περιοχή απογύμνωσης και τους φορείς πλειονότητας και μειονότητας. Στις απλές διόδους ανόρθωσης πυριτίου, αυτή η περιοχή έχει μαζεμένους αρκετούς φορείς στο κέντρο της διόδου με αποτέλεσμα να δημιουργείται ένα ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο που για να το ξεπεράσεις, και να έχεις σημαντικό ρεύμα, πρέπει να αναπτύξεις τάση μεγαλύτερη των 0,7 volt στην ορθή πόλωση. Ανάλογα τώρα, με το είδος και το ποσοστό της πρόσμιξης στον καθαρό ημιαγωγό, προκύπτουν ενδιαφέροντα χαρακτηριστικά, όπως πανίσχυρες δίοδοι ανόρθωσης, δίοδοι tunnel, δίοδοι varicap, δίοδοι schottky, δίοδοι zener, δίοδοι γερμανίου (που χωρίς τίποτα άλλο κάναμε κάποτε ραδιόφωνο AM) κλπ.

Όλες δίοδοι λέγονται αλλά πόσο διαφορετικές μεταξύ τους! Δες την zener. Την πολώνεις ανάποδα και αντί να καταστραφεί ή να μην άγει, μπαίνει στην περιοχή χιονοστιβάδας και σταθεροποιεί την τάση στα άκρα της! Μαγικό!

[744]

Υπάρχει και η SMS7630-079 για χρήση ως RF detectors και που χαρακτηρίζεται ως zero bias detectors.apn1014.pdf

[MacGyver]

Οπότε:
Οι δίοδοι μπορούν να χρησιμοποιούνται σε κύκλωμα Peak Detector (ανιχνευτής κορυφής), και όχι μόνο πάνω από την περιβόητη περιοχή της καμπύλης, αντίθετα και πάρα πολύ ποιο χαμηλά!
Εδώ βλέπουμε και πέρα από τα -40dbm, και δεν είναι ανάγκη να είναι special.
To πως γίνεται αυτό και που είναι το 0,7v η το 0.25v, είναι ένα σοβαρό θέμα !!!

Όμως η απλή χρήση μιας διόδου δεν διασφαλίζει ακριβή μέτρηση ειδικά όταν πρόκειται για μετρήσεις παλμικής εκπομπής.
Εκεί χρειάζονται και κάποια επιπλέον παρελκόμενα, όπως και calibration της συγκεκριμένης κατασκευής και όχι μαθηματική προσέγγιση.
Για την ιστορία, οι σοβαρές συσκευές για τις ακριβείς μετρήσεις μικρών σημάτων cw χρησιμοποιούν θερμίστορ !!!

Pavg ???

[744]

Το τονίζω ιδιαιτέρως στα προηγούμενα post. Μιλά€ω για συγκεκριμένες διόδους! Διόδους που χαρακτηρίζονται ως Zero Bias και επιπλέον έχουν πολύ χαμηλή χωρητικότητα και αυτεπαγωγή. Έτσι μετράς με ευκολία αρκετά GHz!

Το θερμίστορ είναι επίσης μια αξιόπιστη μέθοδος αλλά θέλει καλιμπράρισμα στην θερμοκρασία περιβάλλοντος (για να πάρεις την στάθμη αναφοράς), αφού με βάση την τρέχουσα θερμοκρασία θα μετρήσεις την διαφορά που θα προκύψει. Αλλά είναι συνεπές μετά από αυτό.