Svenska ElektronikForumet

Hej,

Har funderat en del idag på en krets som skulle hjälpa mig att impedansmatcha antenner mot signalkällan.
Som i alla fall en del av er vet så är jag inget äss på det här men det är väldigt kul att klura och försöka i alla fall.

Min enkla kretsteori lyder så här:

Om antennen inte är impedansmatchad till 50Ω så kommer V_RMS att vara <>0. Då man har en fast 50Ω-referens så spelar det ingen roll om man ligger positivt eller negativt i spänningen. En skillnad innebär ej matchad.
För att kika på den reaktiva delen så jämförs den utgående fasen mot referens-fasen. Skillnaden skapar en pulskvot ur AND-gaten och genom ett RC-nät skapar en spänningsnivå som är lätt att mäta.
Lade till den sista delen då jag tänkte göra ett försök med 433MHz men bandbredden på mitt skop räcker inte till. Tanken var då att istället få fasskillnaden till en spänningsnivå istället.

Vad tror ni om det här? Finns det några hopp?

Ser man på de automatiska antennavstämmare som förekommer på marknaden så är de lite mer avancerade.
Ta exvis ICOM AH-2, AH-3, AH-4, AT-120-140. Går at googla för scheman.

Dessa börjar med att begära 10 W från sändaren vid avstämning.
Vidare en dämpats på 10 dB vilket ger minimalt med effekt i luften under avstämningsjobbet. Samt ger detektorerna 50 Ohm i "ryggen".
Sen följer en SWR detektor, en resistansdetektor, en spänningsdetektor, en strömdetektor, dvs en fullskalig analys av tillkopplad antenn. Dessa ger då data till elektroniken som fattar beslut om det skall tillföras induktans eller kapacitans, eller båda delar till antennen. Detta sker med banker av kondingar och spolar som koppla in med reläer. Som slutkläm finns ibland en antennstömsdetektor vid antenneanslutningen, dvs efter antennanpassningskretsarna som gör att systemet kan optimera för max antennström, och tillåta en viss missanpassning. Allt för att få ut max.
När allt är klart låses reläna och elektroniken förbikopplas, det är nu fritt att sända med 100 W. Med förbikopplad elektronik tål den statiska urladdningar åska etc.
En frekvensdetektor finns oxo, den lagrar inställningarna vid den, eller de använda frekvenserna och gör att processen går snabbt näst gång en lagrad frekvens upptäcks.
Din krets är vettig, men bara en del av ett komplett system, men måste även klara 1,8 - 30 MHz om vi talar om kortvåg.

Roy

Hoppet finns. Det finns en viss funktion men det är en del att fixa om det ska fungera vid 440 MHz.
1k+OP är tveksamt ur frekvenssynpunkt. Det är troligen kapacitiv last på OP-ingången så med motståndet blir det ett lågpass-filter.
Passiv mätning utan OP räcker oftast eller så låter man OP-kretsen förstärka efterföljande detekterade DC-nivån så får man mindre bekymmer med att den måste ha bandbredd för att klara radio-frekvensen.
And-kretsen kan kanske detektera att endera signalen är ur fas men den kommer få det jobbigt med avseende på amplitud och fas vid reflektioner från antennen eftersom det är analog signal och reflektioner kan skruva till amplituden ordentligt och digital kretsar har ofta rätt snäva krav för att säkerställa att 0 eller 1 ska detekteras. Ofta är det osymmetriska krav relativt matningsspänning eller jord.
Klassiskt för att detektera digitala signalers fasoffset använder man 4 st nand vilket är vad t.ex. cd4046 har internt.
Ett problem med digitala grindar är att RF-signalen måste konverteras till digitala nivåer för man ska kunna få tillförlitlig amplitud-oberoende funktion.
Digitala signaler med korta flanker relativt signalen vid 440 MHz är rätt krävande.
Ett analogt alternativ för att mäta fas-offset är att använda multiplicerande op-förstärkare typ AD532, vilket förekommer i lite exklusivare mätare men oftast används diod-blandare i någon form. Det går t.ex. ersätta dioderna med andra halvledare för att skapa speciella egenskaper.
En schema som visar VSWR-mätning där diodblandare används för att mäta storlek och tecken på reaktiv last visas halvvägs ner på denna sida. Instrumentet i länken har även lite kringkretsar för att medge korrektion av hög VSWR.
Ytterligare alternativ bygger på att man använder balanserad mätbrygga för att mäta reaktiva delen.
Vill man ha vildare former av fasdemodulering finns chip för I/Q-demodulering men det blir betydligt mer komplicerat än några dioder.

450 MHz ???
Skall OP:en funkar på UHF???
På VHF och UHF brukar man hellre klippa in antennen, eller göra en bredbandigare antenn, än att låta någon dB gå till spillo i en antennavtämmare.

Roy

Här är en liten fin koppling som gör jobbet.

Man blir så glad när det blir sån här respons. Tack för era seriösa och informativa/konstruktiva inlägg!

Ser ingen anledning att dimensionera för >1W. Det här ska hållas så småskaligt och amatörmässigt som möjligt.
Jag är väldigt färsk inom området men efter tidigare tips från E Kafeman så har jag dom senaste dagarna meckat ihop en diod-detektor och moddat en SDR-dongel.
Den där dongeln är helt beroendeframkallande. "Spela in" signaler och sedan avkoda mha Audacity är nog bland det mest roande jag sysslat med på labb-bänken

Är helt medveten av att min krets enbart är en liten del av ett komplett system men det är nog enda sättet för mig att vandra för att förstå vad jag håller på med.

Ni har rätt om bandbredden på op-ampen. Kikade bara som hastigast vad Analog Devices hade för utbud men blundade för prislappen
Det måste vara helt rätt att mäta passivt mha en Wheatstone-brygga och sedan förstärka utsignalen. Din länk är väldigt uppskattad E Kafeman. Den kommer hjälpa mig MYCKET på traven!
Denna Wiki:n beskriver väl 4x-NAND metoden men håller med om problematiken med dom snabba flankerna och den analoga amplituden.
AND-grinden satte jag mest där som en "koncept-komponent". AD532 ser väldigt fin ut men prislappen är liiiite över budget.

Kommer spåna mer under veckan och förhoppningsvis kommer det ett bättre schema.
Det sistnämnda schemat är ju faktiskt ungefär samma som mitt, men lite förfinat

Ps. Och nej, tror inte jag vet utmaningen med att hantera signaler i ~450MHz området, men det går att blunda för det i nuläget också... Ds

AD532 är lite dyr och den är dessutom bara specad till 250MHz, vilket inte räcker för ditt behov.
Har tagit hem några denna modul, enbart för att roa mej lite.
Klarar 2,7 GHz, billigare och färdig till att plugga in i ett koncept man vill testa.
Lite offtopic, men det jag använt dessa till är experiment med något i stil med TDOA och TOF som ett sätt att lokalisera något. Inget seriöst, bara experiment på labbänken och där fasläget på en 2,4GHz beat-sändare används för att öka precisionen att lokalisera sändaren. Tack vare färdiga kretskort behövs bara lite enkel kabling för att sätta upp sådana experiment.

Hehe, kollade på just den modulen för 20 minuter sen. Lade till den i "Watch list" för att fortsätta läsa imorrn.
Såg att dessa kretsar inte var jättedyra lösa heller.

Har du en över så köper jag gärna en. Om inte annat beställer jag nog under veckan.

Tyvärr, har tre st och de behövs alla. Har många liknande utvecklings-PCB på hyllan just för att lätt kunna sätta upp enkla experiment i framtiden, även om jag inte just nu inte vet när/var/hur. Det är allt från enkla LF-förstärkare till GHz DDE-generatorer och alla typer av enkla radio-kretsar. Det är bekvämt att ha hemma och kostar sällan några stora summor.
Det är lite som att ha ett lager av de vanligaste TTL-kretsarna hemma. Vet inte varför men de behövs för framtida okända projekt.
Av samma anledning köpte jag nyligen dessa. De är lite av en billig standard-komponent om man vill testa lite blandare. Extra bekväma eftersom den enkelt även kan agera oscillator och skapa sin egen LO mha yttre kristall eller liknande. Finns även med DIP-kapsling.
Såg du skaffat en SDR-dongel. Då är NE602 perfekt om man vill blanda upp kortvågsbanden så att man ta emot dessa.

Berätta, vad har du för någon antenn?
För en 21 elements yagi antenn på marknaden anges en bandbredd av 420-440MHz, vid ett VSWR av högst 2.

Det är väl oftast små "hopskrynklade" antenner på 433 MHz moduler. Har själv en Clasisjöntermometer, som har problem att orka sända in från balkongen sen fönsterglasen blev bytta till moderna blåskiftande.

Lite för trött i skallen för att börja skissa på ett nytt schema nu men för att stilla hjärna lite så kikade jag på schemat som metric postade.
Är det någon som kan svara på vad motståndet som jag rutat in med ett "?" har för funktion?
Om denna inte är bara aningens fel så lär det väl bli obalans mellan kanalerna?

Egentligen ska det vara ett motstånd på 52,3xx ohm.
Ingångsresistansen på kretsen är 1,1kohm.
Ad8307 är ju en effektmätare som vill mäta spänningen över en last på 50 ohm
för att kunna ge en utsignal i dBm.

Aaaa, så blir det ja.
Tack metric!

Impedansen över är OP är med angivna värden, oavsett okända lastens värde, 20-30 Ohm, om min huvudräkning stämmer. 50 Ohm över OP är i detta schemas omöjligt. Det går utmärkt att lägga till ett seriemotstånd på 10-15 Ohm på respektive OP-ingång så att den impedansen OP ser är i närheten av 50 Ohm, men det påverkar inte nämnvärt funktionen.

Om man tar bort lite jox blir det enklare att se funktionen. För att beräkna lämpliga motståndsvärden kan man sätta upp några villkor
1. Motståndet R_ref måste vara 50 Ohm om det är det R_okänd idealt förväntas vara.
2. Det ska vara 0 Volt diff-spänning in på OP när R_okänd har samma värde som R_ref.
3. Även R_gen vill se 50 Ohms last.
Enda möjliga värdet på R_sens om dessa villkor ska uppfyllas är 50 Ohm (kanske ).

Eftersom R_okänd kan impedivt vara både större och mindre än 50 Ohm kommer resulterande ut-spänningen från OP kunna både öka eller minska relativt när insignalen är densamma på bägge ingångarna. Utvärdet från OP har inget med effektnivåerna att göra. Oavsett effektnivå blir utsignalen impedans förhållandet mellan R-okänd och R_sens sett integrerat över tid då utgången är lågpass-filtrerad.
Kretsen har en förmodligen förbisedd brist och det är att den inte ger utspänning om obalansen på utgången är reaktiv så länge impedansen R_okänd är 50 Ohm, så man kan inte använda denna krets till att mäta VSWR vilket troligen var avsikten.
Utsignalen blir en logaritm av förhållandet R_sens/R_okänd.

Ett alternativt sätt att utföra denna krets på utan att ändra funktion är genom att göra DY-transformation. Om inte annat så kan det hjälpa att få annan vy på samma krets för att förstå den bättre.