Sonda de RF de 35, 50 e 75 Ohm

Uma sonda de RF é um instrumento usado para medir a potência fornecida ou a tensão de saída de um estágio de RF, como um oscilador, mixer ou amplificador. Este esquema evita o uso de um osciloscópio para medições de sinais de radiofrequência. Permite medir a potência em três cargas diferentes, nomeadamente 37 Ohm, 50 Ohm e 75 Ohm que são as impedâncias características de diferentes tipos de antenas, de forma a considerar também a adaptação dos filtros de saída dos esquemas medidos. Para medir o nível de tensão, a carga também pode ser inserida para considerar a adaptação ou a entrada pode ser deixada livre. A sonda de carga não permite que a tensão seja exibida diretamente, um voltímetro deve ser conectado à sua saída e a tensão deve ser medida a partir da tensão lida no voltímetro, com um cálculo simples é possível obter a potência ou o valor do sinal de pico ou RMS do sinal frequência de rádio.

A tensão de entrada a ser medida entra nos conectores Vin e pode ter uma frequência de 1 MHz (ou até inferior) até um máximo de 1 GHz (além dessa frequência, a medição não é precisa). Usando o seletor S1, você pode selecionar a impedância da carga que pode ser 36,5 Ohm, 50 Ohm e 75 Ohm. O seletor pode ter três posições se você quiser medir apenas a potência ou 4 usando a 4ª posição sem carga se você também quiser medir a tensão. As resistências são obtidas utilizando duas resistências de 75 Ohm, 100 Ohm e 150 Ohm, obtendo-se respectivamente (de acordo com a lei do paralelo de duas resistências iguais) os valores desejados. Na implementação do teste são utilizados resistores com potência de 0,25W, sendo em paralelo a potência dissipável máxima de 0,5W, portanto se se deseja medir potências maiores deve-se utilizar resistores com potência superior; se você quiser medir uma potência de até 2W, resistores de 1W são usados, enquanto para medir potências de até 10W você precisa usar resistores de 5W em paralelo. A tensão no resistor selecionado é retificada por D1, que é um diodo Schottky de alta velocidade. Qualquer diodo de alta velocidade pode ser usado, até mesmo um diodo de germânio, mas pode atingir no máximo 200 MHz. A tensão retificada é filtrada por um filtro Pi-Greco composto de C1, C2, L1, C3 e C4 que suaviza a tensão para o valor de pico. Capacitores de cerâmica e poliéster de alto valor são usados ​​para filtrar melhor o sinal, já que os capacitores de cerâmica têm um valor ESR muito pequeno. O resistor R2 descarrega os capacitores de forma que não mede picos de sinal momentâneos ou situações de inicialização. Um multímetro deve ser conectado à saída e as fórmulas de conversão são as seguintes: Pot_output = ((V_medido + 0,4) ^ 2) / (Imp_load * 2) [W] Vrms_sign = (V_medido + 0,4) /1,41 [Vrms] Em seguida, a potência de saída é calculada tomando a tensão medida (V_medida) adicionando 0,4 V a ela (que é a queda no diodo Schottky, enquanto 0,2 é usado se você tiver um diodo de germânio), fazendo o quadrado desta soma e finalmente dividindo tudo por duas vezes a impedância selecionada (Set_load * 2). O valor resultante será expresso em Watts. Para a medição de tensão, por outro lado, 0,4 V é sempre adicionado à tensão medida e então é dividido por 1,41 ou raiz de dois, a fim de encontrar a tensão rms. Os multímetros, mesmo quando medem voltagem alternada, não podem medir voltagens de radiofrequência. O esquema montado na placa de ensaio é o seguinte:

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