Embedded Files
Created 29/12/2011
Хочется сказать: "Измерительный мост КСВ" - по сути своей не измеряет КСВ, он позволяет определить значение рассогласования сопротивления в одном из плеч моста. Далее по нему можно вычислить значение КСВ, которое будет, если измеряемую цепь поставить в реальное устройство с волновым сопротивлением использованным в измерительном мосте. Примерно так... В общем - это измерительный мост, у меня вся логика восприятия устройства меняется от названия :)
Преамбула
Возникла мысль сделать измерительный мост для работы на УКВ, т.к. синтезатор на ADF4350 уже запущен в работу. Но рассматривая устройство существующего моста для NWT, становится понятно, что работать на УКВ он не будет, т.к. присутствуют ВЧ трансформаторы. В тоже время изучая форум http://forum.vhfdx.ru/index.php попались схемы УКВ мостов, у которых в диагональ моста просто был включен детектор без использования каких либо согласующих устройств. Осталось только проверить данную концепцию на NWT и испытать.
Самые большие вопросы, которые возникали: "А почему этого ни сделал dl1alt и будет ли софт NWT работать с внешним измерительным мостом?". Я пришел к выводу, что автор не воспользовался этой возможностью, т.к. перед работой с измерительным мостом надо откалибровать детектор, а потом его подключать, что он собственно и реализовал. Ну, а на второй вопрос, ответ нашелся просто..., я попробовал внешний детектор и все встало на свои места - работать может.
Сейчас все позади, внешний детектор может работать в составе внешнего измерительного моста, а алгоритм калибровки детектора, когда он уже впаян в измерительный мост я тоже придумал.
На данный момент опробованы два измерительных моста: один на AD8307, а второй на AD8310. Т.к. ДД для работы в мосте большой не нужен, то можно и нужно использовать AD8307, я так изначально и планировал - AD8310 это избыточно.
С AD8310 сделал мост, т.к. не смог получить желанную горизонтальныю линию для нагрузки 100 Ом - КСВ=2. Но как оказалось что детектор здесь вообще ни причем, основная проблема была в эталонных нагрузках, с которыми работает мост.
Нагрузка от компьютерных коаксиальных Ethernet, вообще сделана халявно, внутри обычный аксиальный резистор на 51 Ом, да еще 5% - эта нагрузка на 50 МГц уже дает КСВ=1.1
Если у Вас нет нормальной тарированной нагрузки, то ее надо делать из SMD резисторов и чем меньше, тем лучше. Мой первоначальный мост для NWT с феритовым кольцом работал лучше, чем данные мосты , когда в экачестве эталонной нагрузки использовался терминатор Ethernet.
Измерительный мост на AD8307
Измерительный мост на AD8310
Данный измерительный мост лучше чем на AD8307, только тем что у детектора есть возможность изменить наклон передаточной характеристики и увеличить ее до 38мв/Дб. Это позволяет сделать шаг при измерениях 0.1Дб и соответственно уменьшить ступеньки на графиках КСВ.
Калибровка моста
Калибровка проходит в два этапа, сначала калибруется детектор, который входит в состав моста, а потом сам мост.
Калибровка детектора:
Подключаем вход Rref к выходу генератора NWT, через кабель или переходник.
Второй (противоположный) вход Zx замыкаем на землю. Я замыкал просто проволочкой, но лучше сделать специальную заглушку. Если посмотреть на схему, то получается что к генератору подключен детектор и паралельно ему резисторы 50+50 Ом и 110 Ом, что в совокупности со входным сопротивлением детектора около 1000 Ом, дает необходимые 50 Ом нагрузки для генератора.
Выбираем режим работы - ГКЧ
Далее калибруем детектор, как обычный внешний детектор NWT. В настройках программы PC надо поставить что вы работате с двумя детекторами. Далее ставим галочку напротив второго канала. В меню ГКЧ указываем пункт - Калибровка второго канала и по стандартной схеме... Калибровка логарифмического детектора. Для 9999 значений надо прогнать калибровку всего частотного диапазона при двух уровнях 0 Дб и 40 Дб.
При калибровке укажите название детектора, например "SWR_8307", ну и в конце название файла SWR_8307.
Можно проверить калибровку. Ставим сканирование 300 точек, нажимаем "Многократно" и меняем значение аттенюатора, линия должна смещаться на указанное значение Дб.
Калибровка моста:
Подключаем мост как указано на схеме. В вершину моста генератор, слева эталонную нагрузку 50 Ом. Вход Zx оставляем не подключенным.
Выбираем режим работы - КСВ.
В меню ГКЧ указываем пункт - Калибровка второго канала. Далее будет произведена калибровка и программа предложит вам указать файл куда сохранить значения. Вам необходимо выбрать файл, который вы создали при калибровке детектора на первом шаге. Например "SWR_8307". Программа спросит разрешения его переписать..., жмем "Ок".
Калибровка закончена.
Платы и конструкция
Оба измерительных моста сделаны как внешние детекторы, с симметричными нагрузками, одна из которых эталонная, а вторая измеряемая. Какая из нагрузок эталонная, а какая измеряемая совершенно не важно, т.к. мост симметричен.
Мосты сделаны на обычном двухстороннем стеклотекстолите, вторая сторона земля.
В качестве входа для подключения генератора использован кусочек коаксиального кабеля минимальной длины, у меня 4см, а далее разъем. Это сделано для того что бы стоячие волны были минимальны, т.к. детектор при некоторых видах измерений не согласован и не имеет сопротивление 50 Ом для выхода генератора и соответственно КСВ всей конструкции ухудшается.
Весь мост запаян в жестяную коробочку, перед детектором стоит перегородка - ОБЯЗАТЕЛЬНО!!!.
Подключение моста к NWT происходит обычным кабелем от компьютерной мышки.
Внутри NWT, кабель подключения внешних детекторов намотан на феритовое кольцо 3 витка. Какое возьмете кольцо, то и будет хорошо, чем больше кольцо и его проницаемость, тем лучше. Этим вы разрываете по ВЧ петлю, которая образуется по земляному проводу от выхода генератора ко входу детектора.
Платы прилагаются.
Очень внимательно надо отнестись к изготовлению эталонной нагрузки, её надо сделать на SMD резисторах, для работы до 100Мгц, типоразмер не важен. Конструкции эталона у меня пока нет, только идеи, надо запихнуть SMD в обычный разъем BNC. Когда я в процессе экспериментов ставил SMD резисторы вместо терминатора Ethernet, то линия КСВ становилась почти горизонтальной при измерениях активных сопротивлений.
Два резистора в верху моста, которые подключены к генератору должны быть 1% точности 49,9 Ом, или подберите пару ближайших одинаковых.
Результаты
Прикладываю два графика КСВ:
1. Две нагрузки по 50 Ом (два терминатора BNC для Ethernet), т.к. они одинаковые и сопротивлени я подобрал, то КСВ=1.
2. Эталонная нагрузка BNC терминатор 50 Ом, а Zx нагружен аксиальным резистором 100 Ом и КСВ должен быть равен 2.0
Page updated
Google Sites
Report abuse