При створенні індикаторів напруженості поля виникає проблема динамічного діапазону - важко виготовити прилад, який дозволяв би контролювати і сильні, і слабкі сигнали. Завдання спрощується, якщо застосувати логарифмічний підсилювач, як і вступив автор пропонованої статті.
Для пошуку джерел радіовипромінювань або перешкод, а також при налаштуванні і перевірці антенної техніки застосовують індикатори напруженості поля. Звичайні вимоги, пред'являються до цих пристроям, - великі діапазони робочих частот і діагностуємого рівня сигналу, економічність і малі габарити. Всі ці вимоги можна реалізувати, якщо застосувати спеціалізовані мікросхеми. Прикладом можуть служити мікросхеми логарифмічних підсилювачів-детекторів фірми ANALOG DEVICES - AD606, AD8306, AD8307 та ін.
Нижче наводиться короткий опис мікросхеми AD8307 і конструкції на її основі. В склад цієї мікросхеми входить шестикаскадный (по 14,3 дБ посилення на каскад) підсилювач-обмежувач з детектирующими ланцюгами та іншими допоміжними вузлами.
Основні параметри
- Діапазон робочих частот, МГц......0...500
- Діапазон зміни напруги вхідного сигналу, дБ......92
- Крутизна вихідної напруги (при нелінійності не більше 1 дБ), мг/дБ......25
- Напруга живлення (одне-полярне), ......2,7 5,5...
- Споживаний струм, мА......7...8
- Спектральна щільність потужності шумів, нВ/vГц......1,5
- Вхідний опір, кОм......1,1
- Вхідна ємність, пф......1,4
Схема індикатора напруженості поля на цій мікросхемі показана на рис. 1.
Висновки 1 і 8 DA1 - це диференціальний вхід, при використанні тільки одного з них другий через конденсатор необхідно з'єднати з загальним проводом. Висновок 4 - це вихід, при відсутності вхідного сигналу на цьому виході присутній напруга приблизно 0,2...0,25 В, а вихідна опір становить близько 12 кОм. При подачі вхідного сигналу вихідна напруга збільшується на 25 мВ при збільшення вхідного сигналу на 1 дБ.
Діапазон робочих частот знизу обмежений місткостями конденсаторів С1 і С2, зверху - частотними властивостями мікросхеми DA1 і становить приблизно 500 МГц, а при зниження чутливості на 20 дБ - приблизно 900 МГц. В якості індикатора застосований стрілочний прилад - мікроамперметр РА1. На вході встановлено діоди VD1-VD4, які захищають мікросхему від потужних сигналів і наведень. До виходу мікросхеми через підлаштування резистор R1 підключений плюсової висновок стрілочного приладу, а на мінусовій подається напруга з підлаштування резистора R3. Це зроблено для того, щоб при відсутності сигналу стрілка приладу була встановлена на нуль.
Мікросхема DA1 живиться від інтегрального стабілізатора напруги на мікросхемі DA2. Включення пристрою здійснюють вимикачем SA1. Споживаний струм становить 11 ...12 мА.
В якості антени зручно використовувати телескопічну антену довжиною кілька десятків сантиметрів. Вхідний опір пристрою становить кілька сотень ом, тому для узгодження індикатора з 50 або 75-омними лініями або антенами на вході треба встановити резистор опором 51 або 82 Ом відповідно.
Конденсатор С1 підбирають залежно від необхідної чутливості і діапазону робочих частот. Його ємність може складати від одиниць до декількох сотень пікофарад.
Більшість деталей розміщені на друкованій платі з двосторонньо фольгованого склотекстоліти товщиною 1... 1,5 мм, ескіз якої показаний на рис. 2.
Друга металізована сторона використовується в якості екрану і з'єднана з загальним дротом першої сторони в декількох місцях. Плата разом з микроамперметром розміщена в металевому корпусі з кришкою. У верхній частині встановлені коаксіальне гніздо XW1 і друкована плата, яку треба припаяти по краю до корпусу. Мікроамперметр РА1 встановлений на бічній стінці.
Якщо пристрій планується живити від акумуляторної батареї, то для її зарядки потрібно передбачити будь малогабаритне гніздо. При цьому зарядний пристрій повинно мати гальванічну розв'язку від мережі.
У пристрої можна застосувати деталі: мікросхему DA2 - КР1157ЕН502А, КР1157ЕН502Б, мікроамперметр РА1 - М4247 з струмом повного відхилення 100 мкА. Гніздо XW1 - високочастотне малогабаритне будь-якого типу, наприклад, SMA. Підлаштовані резистори - СПЗ-19, постійні - МЛТ, С2-33, Р1-4. Конденсатори С2- С6 - К10-17, С1 бажано застосувати з робочою напругою 300 В і більше (К73), це дозволить підвищити безпеку користування індикатором. Справа в тому, що при пошуку джерел радіовипромінювань існує ймовірність торкання антенної провідників, сполучених з мережею.
Налагодження пристрою нескладне. Резистором R3 встановлюють стрілку мікроамперметра на нульову позначку при відсутності сигналу. Потім подають на вхід ВЧ сигнал частотою близько 100 МГц і напругою 1 Ст. Підлаштування резистором R1 встановлюють стрілку мікроамперметра на позначку "100".
Експериментально зняті характеристики індикатора наведено на рис. 3. Вони показують, що на частотах менше 100 МГц індикатор починає реагувати на сигнали з напругою 20...30 мкВ, а динамічний діапазон діагностуємого напруги становить 92...95 дБ. На частоті 500 МГц чутливість падає до 80...100 мкВ, а на частоті 900 МГц вона зменшується до 500...600 мкВ. Після проведення регулювання необхідно зняти таку залежність, побудувати її у вигляді графіка і розмістити його на корпусі індикатора.
Якщо це пристрій використовувати спільно зі змінними смуговими фільтрами, то його можна застосувати для налаштування або орієнтації телевізійних антен за максимуму сигналу.
Автор: І. Нечаєв (UA3WIA), р. Курськ