Данный раздел запрещён для просмотра детьми

Материалы данного раздела могут содержать информацию, запрещенную для детей, согласно нормам установленным Федеральным законом "О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию".

Гражданская радиосвязь / Всё на форуме / Программирование: С, Arduino и другое - обсуждение, вопросы и ответы

Линеаризация характеристики детектора на диоде на основе таблиц (для антенных анализаторов, измерителей КСВ на основе микроконтроллеров)

250 из Новосибирск - Новосибирская обл

Здесь и далее не рассматриваются случаи, когда нагрузка детектора низкоомная, то есть диод работает именно детектором, а не выпрямителем.

Проблема нарисовалась в ходе испытаний конструкций:
• Измеритель КСВ и вклада реактивности (мост + ATmega8)
• Антенный анализатор на КВ диапазон своими руками

Коротко о сути проблемы:
переменные напряжения с малым уровнем диоды не детектируют, по мере увеличения напряжения диод начинает детектировать но не так как хотелось бы, а хотелось бы так:
V_выход = V_амплитудное - V_падение_на_np_переходе
на деле при неких V_выход при малых напряжениях имеется, то есть V_падение_на_np_переходе оказывается значительно меньше того, о котором все говорят (для кремния 0.5 для германия 0.25), но по мере увеличения V_амплитудное стремительно приближается к тому, о котором все говорят.

Господин UT2FW в своей конструкции решил проблему аппаратным методом (дополнительным железом), операционные усилители охваченные нелинейной обратной связью (на тех же самых диодах) - смотрим на схеме антенного анализатора UT2FW каскады на DA1, DA2, DA3.

Лично мне захотелось побороть проблему на уровне софта, то есть в коде, ведь на то он и микроконтроллер, что бы решать, это же не просто "драйвер дисплея", в нём же и АЛУ есть развитое.
Так как скорость обсчёта не важна, алгоритм задачу будет решать "тупо в лоб" без какой бы то ни было оптимизации, просто 2 массива с данными "что есть на входе" и "что должно быть если бы детектор был линеен".

Снял характеристику для диода 1N5711, нагрузка детектора была 100кОм, напряжения смотрел осциллографом.

V с детектора	V размах переменки на детекторе
0.001	0.160
0.002	0.224
0.003	0.248
0.004	0.256
0.005	0.272
0.006	0.280
0.007	0.288
0.008	0.296
0.009	0.304
0.01	0.320
0.015	0.36
0.02	0.4
0.025	0.424
0.03	0.440
0.04	0.496
0.05	0.56
0.06	0.608
0.07	0.64
0.08	0.68
0.09	0.72
0.1	0.76
0.15	0.944
0.2	1.12
0.25	1.28
0.3	1.42
0.35	1.58
0.4	1.74
0.45	1.88
0.5	2.04
0.55	2.2
0.6	2.36
0.7	2.64

Размах измерял для пущей точности, ведь размах это 2 раза по амплитудному.
Измерять напряжения, особенно малые, осциллографом, тем более цифровым очень сложно, например на единицах милливольт имеет место быть смещение нуля в связи с тем, что диод сам по себе вырабатывает некое напряжение при воздействии на него света и тепла, имеют место быть шумы и наводки, даже гальваника вида "медь фольги - сталь крокодильчика" смещает нуль.

В общем как можно видеть - до размаха 0.16 вольта диод вообще ничего не детектирует, кстати, подцепил на "стенд" Д9Б, он тоже до 0.16 вольта такой же пень пнём, бегло глянул на изменения напряжения после Д9Б особых отличий от 1N5711 не заметил, времени таблицу снимать уже нет, спать надо, завтра дел много.

В общем выводы не очень утешительные - КСВ 1 для анализатора с детектором на диодах и малом напряжении питания моста будет весьма в широком диапазоне, всё же 0.16 вольта разбаланс это уже не хухры-мухры, а его ещё вообще не видно.

Записано: 3626 дн 14 час 26 мин 22 сек назад (18.12.2014, 01:06:03)

4 из Новосибирск - Новосибирская обл

Потыкал в богомерском экселе, получились вот такие графики на основе таблички выше

и если "увеличить" начало графика

Получается, если откинуть несколько первых отсчётов, зависимость практически линейная...

Приложены файлы: f20509-0.GIF · f20509-1.GIF

Записано: 3626 дн 7 час 46 мин 35 сек назад (18.12.2014, 07:45:50)

4 из Новосибирск - Новосибирская обл

~~Получается, если откинуть несколько первых отсчётов, зависимость практически линейная...~~
До 0.6 вольта экспонента, потом всё линейно

Записано: 3626 дн 7 час 43 мин 36 сек назад (18.12.2014, 07:48:49)

250 из Новосибирск - Новосибирская обл

Отбрасывать отсчёты до 0.6 вольта размаха конечно можно, но как узнать что уже наступили эти 0.6 вольта...
В общем суть затеи - сделать корректировочные таблицы для популярных диодов и использовать их, а не лишние детали. Таблицы получатся не большие байт 60 (общиё объём, массивы In и Out).

Сегодня буду думать о том, что бы собрать на скорую руку приборчик для составления таблиц в автоматическом режиме (используя ШИМ выход и АЦП микроконтроллера процесс можно полностью автоматизировать, диоду то нет разницы детектировать 7кГц или 70МГц если диод до 1ГГц).

Записано: 3626 дн 1 час 42 мин 17 сек назад (18.12.2014, 13:50:08)

4 из Новосибирск - Новосибирская обл

Отбрасывать никто и не предполагал, корректировать скорее именно этот участок надобно.

Либо бюджетный детектор придумать другой.

Записано: 3626 дн 1 час 24 мин 3 сек назад (18.12.2014, 14:08:22)

250 из Новосибирск - Новосибирская обл

Бюджетнее диода не придумать :)

Просто надо автоматический составлятор таблиц, тогда останется лишь сунуть в него диодики и поиметь таблицы, просто руками милливольты выставлять с точностью до десятков микровольт сложно, процессор это сделает лучше и быстрее.

Имея автоматику нужно ещё проверить зависимость графика от температуры и освещённости диода.

Записано: 3626 дн 1 час 0 мин 32 сек назад (18.12.2014, 14:31:53)

Бросить друзьям ссылку на тему:

Если это интересная тема, дайте людям на неё ссылку:

http://27kb.ru/zou.php?f=901&message=20503

О сайте
Правила сайта

Обратная связь Рекламодателям

Сотрудничество