Cyfrowy miernik SWR KF dużej mocy

Jednym z podstawowych przyrządów pomiarowych każdego krótkofalowca powinien być miernik mocy/ SWR. Jeżeli chodzi o przyrządy małej mocy, wybór sprzętu jest spory. Nie tylko można kupić gotowe przyrządy, ale również moduły (mostki pomiarowe) , które można zastosować w samodzielnie budowanych miernikach. Większym problemem jest pomiar większych mocy (do 1.5 kW), a gotowe, fabryczne mierniki są stosunkowo drogie. Dlatego postanowiłem zbudować własny, prosty miernik oparty o Arduino Nano.

O ile napisanie samego prostego programu ,nie jest specjalnie trudne, to wykonanie samego mostka pomiarowego może już stwarzać problemy. Przeglądałem wiele gotowych rozwiązań w internecie i najbardziej mi spodobało się rozwiązanie mostka pomiarowego opartego na wzmacniaczach logarytmicznych AD8307 , który pracuje w zakresie 0.4 -60 MHz, i mierzy moc w zakresie 100mW- 1.6kW według DJ0ABR. Zaprojektowałem w Eaglu własną płytkę mostka pomiarowego (do własnych celów) na podstawie koncepcji kolegi z DL, najpierw opartą na samych układach AD8307. Następnie opracowałem ulepszoną wersję, do której dodałem opcjonalny przetwornik analogowo cyfrowy AD7991 (14bit) oraz referencyjne źródło odniesienia 2.5V w celu zwiększenia dokładności pomiaru. Sygnał z mostka pomiarowego można pobierać dwoma sposobami – albo analogowo – jak to było w pierwowzorze, albo poprzez magistralę I2C z układu AD7991, co jest oczywiście wygodniejsze. Płytki zamówione w firmie allpcb.com , bardzo dobrze wykonane, a co ważniejsze w drugiej wersji mają wycięte otwory na transformatory pomiarowe.

Pierwsza wersja mostka pomiarowego

Nowa wersja w czasie montażu i uruchamiania

Nowa wersja mostka pomiarowego z opcjonalnym przetwornikiem ADC AD7991 (od spodu)

Na podstawie takiego mostka pomiarowego wykonałem miernik dużej mocy, wysokiej częstotliwości pracujący do 52 MHz i mocy 1,3 kW. Wyższej mocy nie sprawdzałem z uwagi iż nie posiadam dostępu do tak mocnego stopnia nadawczego.

Przeliczenie mocy padającej, odbitej, przeliczenie tego na dBm, oraz obliczenie współczynnika fali stojącej odbywa się w Arduino Nano skąd wyniki kierowane są na wyświetlacz LCD 1602. W swojej wersji miernika dodatkowo zamontowałem układ zasilania akumulatorem 18650, który może być ładowany za pomocą gniazdka miniUSB, bądź za pomocą niewielkiego panelu słonecznego przyklejonego do górnej obudowy miernika. Ponieważ miernik wraz z wzmacniaczem znajdują się przy oknie, praktycznie nie muszę ładować miernika. Porównanie miernika (po wcześniejszej jego kalibracji) z urządzeniami fabrycznymi wskazuje iż dokładność jego jest dobra, całkowicie wystarczająca do zastosowań amatorskich.

Uruchamianie mostka pomiarowego, który podłączony jest magistralą I2C do Arduino Nano

Ciąg dalszy nastąpi