Miernik mocy wcz na układzie AD8310 z wyświetlaczem LCD

Witam. Prezentuję miernik do pomiaru mocy wcz. Układ jako taki działający powstał już dobre ponad 6 lat temu i gdzieś w necie kiedyś już
o nim wspomniałem. Teraz postanowiłem wyprowadzić go z fazy eksperymentalnej wykonując praktycznie na nowo wraz z obudową i zaprezentować oficjalnie na Elektrodzie. Przyrząd nadaje się do mierzenia małych mocy generatorów lokalnych oraz dużych mocy nadajników (z dodatkowymi tłumikami), a po podłączeniu stosownych anten jako miernik natężenia pola, do sprawdzania anten i ich skuteczności oraz charakterystyk. Do celów kontrolnych urządzeń amatorskich QRP oraz radiotelefonów CB wykorzystuję własnoręcznie wykonany tłumik 20dB 10W. Z takim tłumikiem można mierzyć do +37dBm (5W). Jeżeli potrzeba więcej wystarczy zastosować mocniejszy np. 500W tłumik 40dB to już pomierzymy co nieco. Stosując między tłumikiem a przyrządem dodatkowy filtr notch min. 40dB zestrojony na częstotliwość nadajnika możemy zmierzyć poziom wszystkich sygnałów niepożądanych wychodzących z nadajnika.
Miernik wyskalowany jest w dBm a jego zakres pomiarowy to około -80dBm do +17dBm. Najwyższa liniowość +-0,4dB zapewniona jest w zakresie 0,1-100MHz. Sercem przyrządu jest wzmacniacz logarytmiczny AD8310 który praktycznie nie posiada ograniczenia dolnej częstotliwości wobec czego nadaje się także do pomiaru sygnałów audio - te akurat w tym wykonaniu mnie nie interesowały.
Porównywałem wskazania przyrządu z analizatorem komunikacyjnym stabilock i stwierdziłem że jego wskazania nie odbiegają od tego co obiecuje Analog Devices. Maksymalna częstotliwość to 440MHz.


Powyżej na zdjęciu serce urządzenia z układem AD8310.

Co jest takiego ciekawego w tym przyrządzie? Przeglądałem kilka różnych rozwiązań układowych z AD8310 ale nie spotkałem się z pomysłem wyświetlania wyniku na poczciwym ICL 7106 w skali dBm. Wykonałem prosty układ na ICL7106 z dwoma precyzyjnymi potencjometrami montażowymi służącymi do nastawy punktu zero oraz nachylenia (około 24mV/dB). Wzmacniacz AD8310 w standardowej minimalnej konfiguracji ma nachylenie około 24mV/dB i na początek wystarczy mniej więcej tak ustawić ICL7106 ale wskazane jest wyskalowanie na jakimś generatorze pomiarowym.



W moim przyrządzie ICL7106 z odpiętym AD8310 pokazuje wartość -88.6 a po podłączeniu AD8310 bez żadnego sygnału na jego wejściu -81.5dBm.
Przyrząd zasilany jest z dwóch baterii 9V 6F22. Można oczywiście zasilać z akumulatorków 9V lub zastosować zasilacz sieciowy. Pamiętać jednak należy że AD8310 musi być zasilany napięciem nie wyzszym niż 5V i dlatego na jego płytce znalazł miejsce stabilizator 78l05. Osobny jest także minus zasilania ICL7106 od reszty, stąd masa urządzenia czyli minus AD8310 nie jest połączony z minusem układu ICL7106. Stąd te dwa ogniwa zasilające i o tym należy pamiętać przy zasilaniu z zasilacza sieciowego aby zapewniona była pełna separacja galwaniczna obu napięć. Wszystkie informacje na temat AD8310 znaleźć można na stronie Analog Devices. AD8310 wraz z jego stabilizatorem napięcia oraz paroma innymi częściami SMD znalazł miejsce na wykonanej metodą żelazkową płytce której zdjęcie przedstawiam. Na płytce tej znajduje się miejsce na dodatkowy rezystor który umożliwia opcjonalnie zmianę nachylenia charakterystyki AD8310 - oczywiście nam ten rezystor w tym układzie jest zbędny, ale gdyby co...
Bardzo ważny jest rezystor 52.3ohm. Wraz z rezystancją wewnętrzną układu AD8310 stanowi on obciążenie 50ohm na wejściu miernika. Wśród wielu rezystorów SMD 51ohm jakie posiadałem wybrałem taki którego wartość mierzona mostkiem (albo dobrym omomierzem) była najbliższa do 52,3ohm.
Płytka została narysowana w programie ExpressPCB - może niezbyt trafiony program ale tak jakoś wyszło.
Część z wyświetlaczem oraz ICL7106 wykonałem tymczasowo na płytce uniwersalnej i zachęcony pozytywnymi wynikami pracy urządzenia postanowiłem zaprojektować i wykonać płytkę dla tej części przyrządu tak aby także i wyglądem wnętrza przyrządu się nie powstydzić Obudowa także dostanie swój ostateczny design. Na panel przedni trafi docelowo naklejka z opisem, tabelką-ściągawką oraz zabezpieczeniem wyświetlacza LCD.



Postaram się jak najszybciej dołączyć schemat urządzenia, ale gdyby ktoś chciał
już zacząć zabawę z układem AD8310 to ze zdjęcia wynika wszystko poza wartościami kondensatorów - te blokujące zasilanie to 100nF a na wejściu pomiarowym 2x10nF. Wszystko niemal identyczne jak w nocie katalogowej. Dławik w zasilaniu 10uH i na wyjściu 2.2uH. Ten na wyjściu mógłby być pominięty ale jakoś tak pozostał ponieważ podczas prób na wcześniejszej eksperymentalnej płytce poprawiał odstę od szumów a więc obniżał dolną granicę pomiarową.

Koszt wykonania urządzenia nie przekroczył 100zł. Najdroższym układem jest
oczywiście układ AD8310.