Om de benadering van het ontwerp te verduidelijken wordt eerst het verschil beklemtoond tussen een RF-voltmeter en een RF-powermeter.
- De RF-powermeter gaat het vermogen berekenen door de spanning de te meten over een specifieke impedantie (bij ons amateurs meestal 50 Ohm ). We moeten dus opletten deze impedantie niet te verstoren met onze meting en zorgen dat de belasting 50 Ohm puur blijft .
- De RF-voltmeter moet de spanning meten over een ongekende impedantie met zo weinig mogelijk invloed op de meetkring , zowel resistief, capacitief als inductief. Indien we de spanning die we moeten meten kunnen omzetten naar dezelfde waarde maar met een impedantie van 50 Ohm , kunnen we onze meting herleiden tot een RF-powermeting.
En hier komt een oplossing :
We moeten dus een zwarte doos hebben met een spanningsversterking = 1 , maar met uitgangsimpedantie van 50 Ohm …
Deze zwarte doos noemen we onze RF-sonde. Een cathode-volger , een emittor-volger of een FET source-volger beantwoordt aan deze vraag.
Wij kiezen voor de meest moderne versie de FET source-volger:
De gain is nagenoeg 1 van zulke schakeling en de impedantie kan ingesteld worden door de weerstand in serie met de source. Daarbij treedt nog een voor ons doel zeer gunstige karakteristiek op , de ingangsimpedantie is zeer zeer hoog en laat dus een capacitieve koppeling toe met zeer lage capaciteitswaarde < 1 pF. Ook de keuze van een moderne Dual Gate Mosfet type BF998 , laat ons toe het spectrum vanaf enkele KHz tot boven 1 GHz te bereiken.
De zelfbouw van deze miniatuur-PCB 9mm x 57mm met SMD-componenten maat 805 , laat ik voor onze jonge bouwers met excellente ogen en vaste hand. Ik had het geluk van zo’n exemplaar gekregen te hebben van Ludo ON4AIO , tijdens het op punt stellen van onze zelfbouw RF-powermeter.
Deze bestukte PCB’s zijn nu zelfs binnen de EU te koop.
Met deze sonde hebben nemen we een goede start wat betreft karakteristieken en reproduceerbaarheid voor de bouw.
Gezien het feit dat deze opstelling ca. 25 mA opneemt is voeding uit een 9V blok niet aan te raden en moet naar een alternatief gezocht worden. Een herlaadbare 9V NiMH batterij is een mogelijkheid. Wie beter vindt zonder storing van DC-DC converter is welkom , om die oplossing hierbij online te plaatsen.
Met deze sonde werden spanningen gemeten van 6 μVpp t.e.m 2Vpp , dit afhankelijk van de gevoeligheid van de na-zet RF-powermeter. In de nood grotere spanningen te meten moeten we onze oplossing zoeken in een RF-powermeter.
Nu gaan we even naar ons tweede deel van onze opzet …de uitlezing.
Continue reading “De bouw van een RF-voltmeter”
