Details

In letzter Zeit sind immer mehr Schaltkreise auf den Markt gekommen, welche einen logarithmischen Verstärker enthalten. Einer davon ist der LT5534, mit welchem man auf recht einfachem Wege HF-Pegel im Frequenzbereich bis knapp 3 GHz ermitteln kann. Für einen Hobbyelektroniker kann solch ein Baustein recht interessant sein, da doch das Budget meistens nicht für teures HF-Meßequipment ausreichend ist.

Die Wahl viel auf den LT5534, da dieser in seiner Außenbeschaltung nur geringe Anforderungen stellt und auch ohne größere Probleme bezogen werden konnte. Sein Betriebsspannungsbereich reicht von 3V bis 5V, so daß man auch die üblichen 5V-Spannungsregler aus der Bastelkiste nutzen kann. Des weiteren ist seine Empfindlichkeit recht gut und liegt bei ca. -65dBm. Ein Vergleich mit der theoretisch möglichen Empfindlichkeit

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zeigt, daß eine gewisse Steigerung der Empfindlichkeit durch ein Vorschalten eines Vorverstärkers noch möglich ist. Gleichzeitig ist dann aber zu bedenken, daß der maximal mögliche Eingangspegel von 0dB um den Wert der Verstärkung des Vorverstärkers sinken wird.



1. Schaltung
Die beiden Widerstände mit 100 am Eingang sorgen zumindest im unteren Frequenzbereich für eine gute Anpassung.

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Der Ausgang des LT5534 ist mit einer Serienschaltung von 3 Widerständen so gestaltet worden (10k, 10k, 6,8k), daß für eine Pegeländerung von 10 dB am Eingang die Ausgangsspannung sich um 100mV verschiebt.

Liegt kein HF-Pegel an, so ist die Spannung am Ausgang bezüglich Masse minimal (<100mV). Möchte man jedoch bei einem Eingangspegel von 0 dBm eine Ausgangsspannung von 0 V messen und bei beispielsweise -30dBm eine Spannung von -300mV erhalten, so kann dies durch Hinzufügen eines Trimmers (hier 22k) erfolgen. Durch diesen Trimmer wird eine virtuelle Masse für das angeschlossene Meßinstrument geschaffen, welche über der eigentlichen HF-Masse liegt. Der Trimmer wird dann für einen bekannten Eingangspegel (z.B. -30dBm) so eingestellt, damit sich die gewünschte Ausgangsspannung einstellt (z.B. -300 mV).

Die Meßleitung zwischen HF-Sonde und Meßinstrument kann in der Regel ungeschirmt erfolgen. Bei Nutzung der virtuellen Masse ist jedoch eine Schirmung empfehlenswert. Alternativ können störende Brummspannungen durch ein Einfügen eines genügend großen Kondensators (>=100µF, Elko ausreichend) zwischen virtueller Masse und der eigentlichen Masse unterdrückt werden (nicht im Schaltplan eingezeichnet).





2. Meßergebnisse
2.1. Frequenz- Amplitudenabhängigkeit
2.1.1. Frequenz, logarithmisch


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Auf der linken Seite im Bild sind die einzelnen Frequenzwerte zu finden. Jeder Frequenzwert ist im Oszillogramm mit einer senkrechten Linie gekennzeichnet. Der Eingangspegel wurde in 10 dB-Schritten zwischen -70dBm und 0dBm variiert.


2.1.2. Frequenz, linear

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Hier gilt im wesentlichen das Gesagte von oben. Einziger Unterschied liegt nur in der linearen Frequenzachse.




 2.2. Eingangsreflexionsfaktor S11

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 3. Aufbau
Anbei einige Bilder vom Aufbau.

Der Einfachheit halber wurde als Meßleitung eine gewöhnliche 3-adrige 230 V Leitung benutzt. Vorteil ist ihre mechanische Robustheit.

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Als Antenne wurde hier eine ausziehbare Stabantenne verwendet.

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Der eigentliche Meßkopf ist mit Schaumstoff umgeben. Dazu wurde ein Schaum-stoff-griff-be-zug für einen Fahrradlenker genutzt und dessen Länge einfach auf die Größe des Meßkopfs abgelängt.

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Zur besseren mechanischen Stabilität wurde die Meßschaltung an manchen Stellen mit Heßkleber versehen. Der HF-Eingang besteht aus einer BNC-Buchse mit quadratischem Flansch. Gegenüber runden BNC-Einbaubuchsen ist mit diesem Typ eine gute Masseverbindung zwischen Platine und BNC-Buchse leichter zu erzielen.

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Ein kleiner Blick in das fertiggestellte Innenleben.

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4. Messbeispiel

Hier ein kleines Messbeispiel an einem DECT Telefon. Die Basisstation hatte dabei eine größere Entfernung zur Antenne, als das Mobilteil. Damit ist der empfangene Pegel vom Mobilteil höher, die kleinere Spannungsspitze am Oszillogramm stellt die Aktivität der Basisstation dar.

 

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