SONDA DI CARICO 37, 50 e 75 Ohm

NE555   Sonda di Carico con Impedenza 37, 50 e 75 Ohm per Misurare la Potenza e Segnale in Uscita dagli Stadi a Radiofrequenza…

 

 

 

 




 

INTRO

Una sonda di carico è uno strumento utilizzato per misurare la potenza erogata o la tensione di uscita da uno stadio RF come un oscillatore, un mixer o un amplificatore.  Questo schema permette di evitare l’uso di un oscilloscopio per misure di segnali a radiofrequenza.

Permette di misurare la potenza su tre diversi carichi, ovvero 37 Ohm, 50 Ohm e 75 Ohm che sono le impedenze caratteristiche di diversi tipi di antenne, in modo da considerare anche l’adattamento dei filtri di uscita degli schemi misurati.

Per la misura del livello di tensione si può inserire anche il carico per considerare l’adattamento oppure si può lasciare libero l’ingresso.

La sonda di carico non permette di visualizzare direttamente la tensione, bisogna connettere  alla sua uscita un voltometro e misurare la tensione, dalla tensione letta sul voltmetro, con un semplice calcolo è possibile ricavare la potenza o il valore del segnale di picco o RMS del segnale a radio frequenza.

 




 

SCHEMA

Lo schema è il seguente:

NE555

La tensione di ingresso da misurare entra dalle boccole Vin e può avere una frequenza da 1MHz (o anche più bassa) fino ad un massimo di 1GHZ (oltre a questa frequenza la misura non è precisa).

Tramite il selettore S1 Si va a selezionare l’impedenza del carico che può essere 36.5 Ohm, 50 Ohm e 75 Ohm. Il selettore può essere a tre posizioni se si vuole misurare solo la potenza oppure a 4 usando la 4 posizione a vuoto se si vuole misurare anche la tensione. Le resistenze sono ottenute usando due resistenze da 75 Ohm, 100 Ohm e 150 Ohm rispettivamente ottenendo (secondo la legge del parallelo di due resistenze uguali) i valori desiderati.

Nella realizzazione di prova vengono usate resistenze con valore di potenza di 0.25W, essendo in parallelo la potenza massima dissipabile è 0.5W, quindi se si vogliono misurare potenze più elevate si devono usare resistenze con potenza maggiori; se si vuole misurare una potenza fino a 2W si usano resistenze da 1W, mentre per misurare potenze fino a 10W bisogna usare resistenze in parallelo da 5W.

La tensione ai capi della resistenza selezionata viene raddrizzata da D1 che è un diodo Schottky ad elevata velocità. Si può usare un qualsiasi diodo ad alta velocità, anche un diodo al germanio, ma si riescono a raggiungere al massimo 200MHz.

La tensione raddrizzata viene filtrata da un filtro Pi-Greco composto da C1, C2, L1, C3 e C4 che livellano la tensione al valore di picco. Si usano condensatori ceramici e poliestere di elevato valore per filtrare meglio il segnale visto che i condensatori ceramici hanno un valore di ESR molto piccolo.

La resistenza R2 scarica i condensatori il modo tale da non andare a misurare picchi momentanei del segnale oppure situazioni di start-up.

In uscita bisogna connettere un multimetro e le formule per la conversione sono le seguenti:

 

Pot_uscita = ((V_misurata  + 0.4)^2)/(Imp_carico*2)         [W]

Vrms_sign = (V_misurata  + 0.4)/1.41                                [Vrms]

 

Quindi la potenza in uscita si calcola prendendo la tensione misurata (V_misurata) sommandogli 0.4V (che è la caduta sul diodo Schottky, mentre si usa 0.2 se si ha un diodo al Germanio), facendo il quadrato di questa somma e infine dividendo tutto per il doppio dell’impedenza selezionata (Imp_carico*2). Il valore risultante sarà espresso in Watt.

Per la  misura della tensione invece si va a sommare sempre 0.4V alla tensione misurata e poi si va a dividere il tutto per 1.41 ovvero radice di due, in modo tale da trovare la tensione rms. I multimetri, anche in funzione misura di tensione alternata , non possono misurare tensioni a radiofrequenza.

Lo schema montato su breadboard è il seguente:

NE555

 

DOWNLOAD

Potete scaricare la simulazione del circuito con MULTISIM14 al seguente LINK!!!




 

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SONDA DI CARICO 37, 50 e 75 Ohm ultima modifica: 2017-07-12T09:00:15+00:00 da ne555