<<

pa0nhc VSWR sweeper v2
Schema details.

20170527

(C) The use, copy and modification of all info on this site is only permitted for non-commercial purposes, and
thereby explicitly mentioning my radio amateur call sign "PA0NHC" as the original writer / designer / photographer / publisher.

      Geen trafo, geen buffertrap.
Het toegepaste meet circuit is bedrieglijk eenvoudig, asymmetrisch, en benodigt dus geen balancerende HF trafo of gebalanceerde ICs, zoals voor een brug schakeling nodig kan zijn. Daardoor konden gevoelige, actieve detectoren AD8361 met asymmetrische ingang toegepast worden. De VSWR van de DUT wordt berekend uit de verhouding van de HF spanningen aan de top en de onderkant van de 50 Ohm weerstand. Deze berekening enigszins gecompliceerd en kritisch.

De ingang weerstand van de AD8361 is 225 Ohm. De onderste detectiegrens is ca. 20mVrms. De versterking factor is ca. 7,5 Vdc/Vrms. Bij 5V voeding spanning verzadigt de uitgang bij 4,9 Vdc. 

De max. ingang spanning voor de Arduino Pro Micro ADC ingangen A0 en A1 is echter slechts 2,5Vdc
De DDS uitganstroom is daarom, door R4 op het DDSbordje te shunten met een weerstand van 6k8, ingesteld op 15,7 mApp . 
De maximale HF spanning op de ingang van IC1 en IC2 is daarmee ingesteld op 300 mVrms en de maximale ingangspanning op ADC ingangen A0 en A1 op ca. 2,35V Vdc.

Het LPF op het DDS bordje is ontworpen voor 200 Ohm belasting. Als gevolg van de extra belasting door het meet circuit vermindert de in het meet circuit opgewekte HF spanning geleidelijk boven 10MHz signaal frequentie. 

De HF spanningen in het meet circuit variŽren ook als gevolg van de veranderlijke belasting van de DUT. Bijvoorbeeld : bij een constante signaal frequentie van 1 MHz, en open en kortgesloten antenne aansluiting, verandert de ingang spanning van IC1 300 mVrms naar 165 mVrms. 

Met veranderende meet frequentie en veranderende antenne belasting kan de HF ingang spanning van IC1 variŽren tussen 300 mVrms en 100 mVrms. 
De uitgangspanning van IC1 varieert dan tussen 2,35 Vdc en 0,81 Vdc.

De HF ingang spanning van IC2 kan dan tussen 300 mVrms en minder dan 20 mVrms variŽren.
De uitgangspanning van IC2 varieert dan tussen 2,35 Vdc en minder 0,15 Vdc. 

Mogelijk vertonen IC1 en IC2 bij geen HF ingang signaal op hun ingang, op de uitgang een kleine gelijkspanning (DC-offset). Omdat die invloed hebben op metingen aan zeer lage impedanties (<= 10 Ohm), worden ze in de besturing software gecompenseerd.

        Laagste meet frequentie.
Ook LG en and MG antenne systemen (136 kHz, 475 kHz, 503 kHz, en 1,83 MHz) kunnen getest worden. C2 en C6 bepalen de laagste meet frequentie als ca. 50kHz. Deze onderdelen waardes kunnen evt. vergroot worden voor een nog lager test bereik.

       Hoge meet frequenties.
De hoogste schone DDS uitgang frequentie is 70 MHz. Boven 10 MHz echter verminderen de in het meet circuit opgewekte spanningen geleidelijk als gevolg van mis aanpassing met het DDS LPF. Verder kunnen IC1 en IC2 kleine onderlinge verschillen hun versterking karakteristieken hebben. Bij de hogere test frequenties worden deze verschillen zichtbaar als lichte krommingen in VSWR grafieken. De afwijkingen boven 15 MHz zijn dus afhankelijk van de onderlinge verschillen tussen de ICs.

Metingen gaven met het prototype perfecte resultaten tot 10 MHz met weerstanden tussen 10 Ohm en 270 Ohm .

Tot 50MHz zijn de VSWR afwijkingen maximaal ca. +- 10%.

Voor impedanties tussen 40 Ohm en 75 Ohm zijn de VSWR afwijkingen tot 50 MHz onbeduidend.

        Detectie bandbreedte.
De demodulatie bandbreedte van IC1 en IC2 moet groot genoeg zijn om amplitude modulatie te volgen, die ontstaat als gevolg van het snelle verspringen van de meetfrequenties (ca. 250 x / sec). Deze demodulatie bandbreedte is met C1 en C7 tot ca. 800 Hz beperkt, om invloeden van breedband ruis te voorkomen. Deze bandbreedte kan verder versmald worden door verhogen van de waardes van C1 en C7.