Всем привет и с наступающим
Задумался я тут над такой, вроде бы, простой вещью, но что-то ничего хорошего пока не выдумал...

Предположим, что у нас есть "чистый" в достаточной степени синус.
Пусть даже частота его известна и лежит, для ясности, в диапазоне от примерно нуля до мегагерц 500, можно больше )
Амплитуда неизвестна, но не очень велика, < 0.5V - 1V

И надо как можно точнее измерить эту его амплитуду.

Мне (как человеку, недавно слезшему с цифрового дерева в дебри аналоговой электроники) пришли в голову два пути:
1) Выпрямлять подходящим диодом (с подходящим смещением), поставить ФНЧ и пытаться что-то измерять. Но диод штука какая-то уж очень нелинейная, и мне пока не очень ясно, что на выходе будет измеряться - понятно, что в каких-то попугаях мы величину получим, но можно ли её потом достоверно перевести в значение амплитуды вообще? а после изменения температуры в частности?

2) Применить какой-нибудь компаратор или прочий АЦП, но тут по-полной встают проблемы согласования. То есть понятно, что качество измерения в любом случае будет существенно определяться согласованностью различных элементов системы. Но вход микросхемы видится здесь совсем уж слабым местом, поскольку входная ёмкость обычно специфицирована довольно широким диапазоном, зависит от частоты, температуры и ещё бог знает чего.

В итоге, оба пути, наверное, могут дать результат, но выглядят как-то не очень...

Каков "правильный" подход к решению этой задачи? Можно ли доработать какой-то из приведённых путей, или есть какой-то совсем другой вариант?

Буду рад любым мыслям и замечаниям

ad8307, ad8310

ну 8307 я бы сразу выкинул. С ее перекосом АЧХ - т.е. надо одновременно и частотомер иметь, дабы пересчитывать корректировки. ИМХО оптимальный вариант - что-то типа HMC1020LP4E - согласована, чего нет у лайнеаров и АД, есть перспектива на будущее - работает по любому сигналу, ибо RMS, и практически не требуют корректировки до 2ГГц. Но надо четко осознавать - мы меряем мощность и именно в 50-Омном тракте с этой микросхемой. Ибо для напряжений надо учитывать сопротивление Вашего тракта. И не все источники смогут работать на 50 Ом. А так - просто пересчитываем, если надо.

Сообщение отредактировал ledum - Dec 24 2013, 10:34

Может просто осциллограф взять и померить.

Если хотите выпрямлять сами, то выпрямлять надо на операционном усилителе с двумя диодами в петле обратной связи -- поишите схему.

На 500МГц+? Нет, если уж с 2 диодами, то простейший однополупериодный выпрямитель и отдельно на опере с аналогичным диодом схема температурной компенсации.
Но всегда аналоговые схемы с вольтметром по точности уступали схемам с мощеметрами. По многим причинам.
Начинали с М3-51 - М3-54 vs В3-52/1.

Сообщение отредактировал ledum - Dec 24 2013, 15:33

Резистор, градусник, и в бочку в термос

Об этом тоже думал
Но смутили трудности с калибровкой теплового потока





Спасибо за номера! Как-то не приходило в голову, что такие микросхемы могут действительно что-то измерять, а не быть "показометрами".
Но всё равно смущает точность - плюс-минус почти децибел "около нуля" это весьма дофига в линейном измерении, если я ничего не перепутал.



Во! А вот с этого места, если можно, поподробнее!
Не подскажете, случайно, где можно почитать по теории, как правильно компенсировать это дело?
И было бы совсем здорово, если бы Вы перечислили хотя бы вкратце эти многие причины )
И в чём принципиальная разница между названными приборами?

Ага, про приборы нашёл, действительно градусник, и в бочку преобразование мощность -> тепло -> напряжение.

Странно, мне как-то интуитивно казалось, что если у нас есть чистый стабильный сигнал и сколько угодно времени на измерение, то можно его измерить "весьма точно" и без столь многоступенчатых преобразований...
Выходит, что для высокочастотных сигналов это не так?

Вопрос вдогонку: интересно, а бывают вообще, к примеру, компараторы со столь малой входной ёмкостью, что на 500 МГц их можно считать "идеальными" или около того?
Или может быть их можно попытаться как-то досогласовать до идеальных?

PS Мне это не столько надо реализовать, сколько хочется затянуть прорехи в образовании.

Разве компараторы на цифровых деревьях не растут?
Ваша задача как раз компаратором и решается, ищите подходящий.
Выпрямитель и ФНЧ даст не амплитудное, а эффективное значение.
Амплитудное - пик, как раз компаратором ловится.

При любом употреблении слова "ИЗМЕРИТЬ" прошу указать слово "ПОГРЕШНОСТЬ" от этого и следует плясать...

Например, упомянутый В3-52/1, на частоте 500МГц имеет погрешность от +/-15%... это много или мало?
...а уже потом делать измеритель или индикатор...
...и уточните, пожалуйста - какое ограничение по частоте снизу?...

Здесь я ТС понимаю. С наименьшей погрешностью - а потом выбирать цена-точность.
М3-54 (тот же резистор в мосте с градусником) от 20МГц до 18ГГц имел при 20мВт (1В rms) что-то около +-5%. Не соображу, при пересчете в напряжение через корень точность растет, чи не?
Хотя время не стоИт. Потом появился В3-62 (его уже не застал), который вроде бы на порядок точнее В3-52/1. Но мощемеру пофиг форма, гармошки, пик-факторы всякие. Хотя ТС тоже - у него монохром. А вот как там с 2.5 пФ и 300кОм по входу щупа и штатной приспособой с согласованной нагрузкой у этого вольтметра - этого я уже не знаю.
То Anatol' Вот здесь http://www.radioamator.ru/publ/izmerenija/...aloj/56-1-0-708 есть ссылки на радио - там, возможно обсуждается проблема.
Вот на джаисе http://www.jais.ru/texp.html (прямая ссылка почему-то ломается)можно найти схему ВЧ части В3-52. Посмотрю дома - где-то должно быть ТО на него.
На qrz полная дока http://download.qrz.ru/pub/hamradio/scheme...ng/v3-52-1.djvu

Сообщение отредактировал ledum - Dec 27 2013, 11:38

Амплитуду синусоидального сигнала можно попробовать определить таким способом:
- возвести сигнал в квадрат (умножить на себя же);
- осреднить с заданной постоянной времени;
- результат осреднения умножить на 2;
- извлечь корень из полученного.
Последние 2 операции можно делать как в аналоге, так и в цифре. Для получения действующего значения умножать на 2 не нужно.
Погрешность такого подхода будет определяться, в основном, качеством умножителя. Для полностью аналогового подхода их потребуется 2 (второй - низкочастотный, для извлечения корня).
Для не слишком высоких требований, умножители можно соорудить и на россыпи.
Для более точных измерений можно взять, например, такие. Недорого и сердито.

Простите, но Вы ошибаетесь.

А вообще, измерения амплитудного, действующего и "среднемодульного" значений "чистого синуса" полностью эквивалентны, т.к. эти величины связаны через известные константы.

Вам нужно измерить 5-20 мВт. Чистый синус, положительнео условие.
Смотрите в сторону URV5-Z2.
Берите диод с нулевым смещением и делайте однополупериодную схему. Для компенсации температурных уходов, можно сдлать двух полупериодную схему.
До 10 мкВт у любого низкобарьерного диода квадратичный участок, выше нелинейный.
Далее 2 способа.
1. давить входной сигнал аттенюатором до значений меньше 10 мкВт, тогда получите погрешность порядка 2% на измерение ослабления и 1-3 на неквадрвтичность.
2. берете калибратор напряжения на 100 кГц (точность 0,1%), и снимаеет зависимость Uвых от U вх, вычисляете коэф кубического полинома и работаете. Точность можно получить 1-2% (блокировочная емкость входного конденчатора должна обеспечить работу на 100 кГц).
Инфа 120%.
1 и 2 способ, это принцип работы диодных мощметров Agilent E4412A. НЕ ЗАБУДТЕ, МЫ ГОВОРИЛИ О ЧИСТОМ СИНУСЕ.
Еще вы не учли что 500 МГц это уже не "напряжение". Поэтому Если Вы хотите получить менее 5%, нужно будет подумать о калибровке данного устройсва по более точному измерителю мощнoсти или вольтметру, т.к. уже появляется частотная неравномерность тракта.
Если у Вас АРМ и нужно +- 15 %, можно все опустить, поставить резистивный делитель на обычных чипах и использовать 1 способ. Темпрературный уход 1% на 10 градусов. Опять же можно построить зависимость и в цифре все учесть.
Удачи!!!

Еще на вскидку есть способ измерения мощности с термопарой. Один конец разогревается за счет СВЧ мощности, на термопаре появляется ЭДС, пропорциональная мощности СВЧ сигнала - ее измеряем. А вообще все давно описано у Agilent:

 5965_6630E.pdf ( 2.21 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 295

 BTB_PowerBasics_2005.pdf ( 4.9 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 194


Ничего лучше пока не придумали. Удачи!

с термопарами даже не пытайтесь, ничего не получится, слижком сложно.