Determinar la potencia en un puente VSWR

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Recientemente he estado intentando construir un puente VSWR basado en Arduino. El objetivo final es hacerlo rico en funciones, pero en este momento tengo problemas para calcular el voltaje directo e inverso de las entradas ADC (o incluso de los voltajes sin procesar medidos con mi osciloscopio).

Por lo que he leído en proyectos similares, esto suele ser una relación lineal simple entre la entrada del ADC y los voltajes directos e inversos, desde allí es solo una cuestión de calcular la potencia como si el voltaje estuviera en una resistencia de 50 ohmios. Mi conclusión es que el problema es más probable en mi diseño eléctrico en alguna parte.

Solo hice un solo acoplador direccional pero probé algunas variaciones para el circuito de detección de envolvente. Todas las variantes de mi circuito parecen tener el mismo problema, así que en este momento mi sospecha es un problema en mi acoplador direccional. Pero he visto a otras personas usar el mismo diseño que yo con éxito, así que es solo una suposición. Realmente podría necesitar ayuda sobre lo que podría estar haciendo mal.

Así que déjame añadir algunos detalles técnicos. Estos son los detalles con los que estoy probando o que quiero lograr.

Frecuencia operativa: 1.5 Mhz - 30 Mhz

Frecuencia utilizada para la prueba: 21 Mhz

Manejo de potencia operacional: hasta 1500W

Energía utilizada durante las pruebas: 5W - 200W

A continuación se muestra el esquema de mi diseño, la imagen también incluye los distintos voltajes (CC) leídos en diversas condiciones. Estos voltajes me parecen extraños ya que recibo una gran cantidad de voltaje reflejado incluso cuando la carga es un maniquí de 50 ohmios. Cada uno de los transformadores en el esquema son 12: 1 raciones de bobinado. El devanado de "1 bucle" no hace un bucle en absoluto, sino que simplemente pasa a través de la mitad del núcleo.

Paraobtenerinformaciónadicional,aquíhayfotosdeloscircuitos.LaprimeraimageneselArduinoconunproto-escudoquecontieneeldetectordeenvolvente(elAD8302enlapartesuperiornoseusaactualmenteenelsoftwareytieneunaaltaimpedancia,porloquepuedeignorarse).Lasegundaimageneselacopladordireccionaldealtapotencia.Todofuehechopormí(obviamente).

Estos son mis pensamientos sobre posibles causas, pero la mayoría de ellos no los he confirmado o no estoy realmente seguro de que sean la raíz del problema (en lugar de solo consideraciones).

  • El diodo está en su región no lineal. Descarté esto porque el problema persiste a alta potencia y no explica el alto voltaje reflejado.

  • El problema es normal y solo necesito calibrarlo para el software. Aunque no he podido averiguar cómo.

  • El pegamento caliente que utilicé para rellenar el centro de las bobinas es reducir significativamente la Q de las bobinas. Sin embargo, no creo que esto dé lugar a estos síntomas.

  • Las dos bobinas se acoplan causando el alto voltaje reflejado. Sin embargo, esto no parece ser un problema tan grande en los circuitos de otras personas.

2 respuestas

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Tomando tus cuatro puntos:

  

El diodo está en su región no lineal. Descarté esto porque el problema persiste a alta potencia y no explica el alto voltaje reflejado.

Su medida en 5W parece que sufre de diodo no lineal. A mayor potencia, el SWR es consistente (pero debería estar muy cerca de cero), por lo que parece que la no linealidad del diodo no es un problema para estas lecturas de mayor potencia.

  

El problema es normal y necesito calibrarlo para el software. Aunque no he podido averiguar cómo.

Se han construido más de unos pocos, y todos tienen SWR satisfactoriamente bajos sin calibración. Sus resultados de SWR son bastante lejanos.

  

El pegamento caliente que utilicé y que llena el centro de las bobinas está reduciendo significativamente la Q de las bobinas. Esto, sin embargo, no creo, daría lugar a estos síntomas.

Sabrá si ese pegamento caliente absorbe la potencia de RF si planea monitorear más de unos pocos cientos de vatios; tiene un olor característico cuando se derrite. Su punto de fusión puede ser un poco bajo (he visto que las cabezas de detección de RF funden el cable de polietileno bajo cargas anormales).

  

Las dos bobinas se acoplan causando el alto voltaje reflejado. Sin embargo, esto no parece ser un problema tan grande en los circuitos de otras personas.

Posiblemente: la ferrita bien elegida debe limitar los campos de magia. Pero esos son grandes toroides, con un área grande. Sin embargo, es probable que no tenga en cuenta sus grandes errores.

Al solucionar problemas, un enfoque metódico divide este circuito en sus dos componentes: monitor de voltaje y monitor de corriente. Su circuito Stockton combina estos dos en una suma vectorial (que tiene un error muy grande) que dificulta ver lo que sucede. Reorganizar el circuito para probar cada componente por su cuenta. Asumiré que su fuente de señal de RF aplica diez vatios a una carga ficticia de 50 ohmios ...

Monitor de voltaje

Con 10 W en 50 ohmios, el voltaje RMS en ese transformador reductor de 12: 1 debe ser de 22.36 Vrms. El voltaje secundario debe ser doce veces menor: 1.86333 Vrms. El detector de picos de diodo debe producir cerca de 2.635 Vcc. (sin incluir las pérdidas de diodo). Circuito de prueba a la izquierda:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Monitor actual

A la derecha, el transformador de monitoreo de corriente transforma R3 (51 ohmios) hasta 0.3541666 ohmios en su lado primario. Con 0.4472 brazos que fluyen a través de 0.3541666 ohmios, el voltaje primario de 0.15838 Vrms aparece en su una vuelta. Este voltaje aumenta 12 veces para generar 1.9 Vrms en R3. Esto debería producir 2.688 V CC en C2, descuidando las pérdidas de diodo.

Tenga en cuenta que esta tensión de CC del monitor de corriente es muy similar a la de la tensión de CC del monitor de tensión. Usted podría monitorear estos dos voltajes de CC por separado, pero eso no produciría correctamente una ROE, ya que esos voltajes de CC no tienen información de fase. Para SWR que proporciona un nulo adecuado solo cuando la carga ficticia es 50 + j0, la tensión de RF y la corriente de RF se combinan antes de la detección de diodos.

Una vez que estos voltajes separados & De acuerdo, proceda a probar el circuito combinado. Si aún tiene problemas, el problema está en la combinación de RF, no en su detector de diodo o transformadores.

    
respondido por el glen_geek
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No mencionas qué material principal estás utilizando. Esto es muy importante. El tipo de materiales de alto mu que se usarían en bajas frecuencias no funcionará en absoluto a 21 MHz.

    
respondido por el electrogas

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