Ich bitte mal um einen Schaltungstip. Der HF-Detector dient zum Nachweis von reflektierten Mikrowellen bei Materialuntersuchungen. Der Ausgang des OPV LM358 führt direkt auf den 12-Bit-ADC eines ESP32 (WLAN wird im ESP nicht benutzt). Beide laufen mit 3,3V. Im Prinzip funktioniert das auch, aber es gibt ein unschönes Detailproblem, siehe Skize. Eigentlich sollen die erfassten Werte aussehen, wie ganz links. Leider fehlen in der Realität entweder die "Füße" der Resonanzen oder die Maxima sind oben abgeschnitten ... Ein simpler Spannungsteiler am Eingang des ADC hat nur die Werte insgesamt kleiner gemacht, aber an der Abschneideritis nichts geändert. Der ADC ist also nicht das begrenzende Element. Die Verstärkung des OPV stelle ich mit der Gegenkopplung. Wie kann ich die "Nulllinie" (BIAS/Offset?) mit möglichst wenig zusätzlichen Bauelementen gezielt anheben? Danke für Tips.
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Der LM358 ist für Versorgung mit 3V3 der ungeeignetste überhaupt. Nimm einen RtR-OPV wie MCP601, MCP6021 oder so.
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm358.pdf#page=16 Auf Fig.15-11 und 15-12 ist zu sehen, der Ausgang geht bei geringer Belastung maximal oben bis (V+ -1,5V) und nach unten ab (V- +1V), das sind bei 0V/3,3V gerade noch +1... +1,5V. Ein rail-to-rail OP kann das besser. https://www.st.com/en/amplifiers-and-comparators/rail-to-rail-op-amps/products.html der TS912/914 wird von vielen Einzelhändlern angeboten https://www.st.com/resource/en/datasheet/ts914a.pdf The output reaches VCC- +50 mV, VCC+ -50 mV, Supply voltage operating range from 2.7 to 16 V
Man koennte das Signal "logarithmieren". Oder gleich einen logarithmischen Detektor benutzen.
Auch die kommen mit 3,3V nicht immer zurecht. https://www.analog.com/en/parametricsearch/10697#/sort=0,asc immerhin, der bekannte AD8307 fängt bei 2,7V an. aber der kann keine "Mikrowellen" sondern max. 500MHz
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Christoph db1uq K. schrieb: > der bekannte AD8307 fängt bei 2,7V an. > aber der kann keine "Mikrowellen" sondern max. 500MHz Muss er ja in dieser Schaltung gar nicht.
Motopick schrieb: > Man koennte das Signal "logarithmieren". Genau - z.B. sowas wie der AD8307 - der versteht sich aber nicht gut mit Mikrowellenfrequenzen ... Es gibt aber auch spezielle Detektordioden, die schon ziemlich weit unten eine Gleichrichterwirkung haben. Und denen kannst du den Logarithmierer nachschalten.
Jens G. schrieb: > Genau - z.B. sowas wie der AD8307 - der versteht sich aber nicht gut mit > Mikrowellenfrequenzen ... Schaut sich auch nur einer mal das Schaltbild des TE an? Oder lesen alle nur die Betreffzeile? Der "HF-Detetector" nutzt nicht den OPV. Der HF-Teil ist nach den beiden mit "Germanium" beschrifteten Dioden zu Ende. Der OPV muß jediglich NF verstärken bzw. womit auch immer die Mikrowellen für Materialuntersuchung moduliert sind. Ein simpler Rail-to-Rail OPV sollte dem TE erstmal reichen. Und wenn er eine hohe Verstärkung einstellen will, einer mit geringem Offset.
Wenn der neue OpAmp sehr hochohmige Eingänge hat, kann es sinnvoll sein, noch das eine oder andere MOhm parallel zum 100pF Siebkondensator zu schalten, der sonst unabsichtlich als Hold Kondensator wirkt.
> Schaut sich auch nur einer mal das Schaltbild des TE an?
Genau und da sind zwei "uralte" Germaniumdioden gezeigt, die nie für
"Mikrowellen" gedacht waren. Wir haben noch keine genauere Angaben zur
tatsächlichen Frequenz gesehen, aber ein log. Detektor mit
spezifiziertem Frequenzbereich wäre vielleicht besser geeignet.
Das Hauptproblem ist die einfache Versorgungsspannung. Alles was nahe
Null Volt linear funktionieren soll braucht eine zweite negative
Versorgung.
Motopick schrieb: > Man koennte das Signal "logarithmieren". > Oder gleich einen logarithmischen Detektor benutzen. Logarithmisch ist ok, erweitert den möglichen Pegel. Allerdings sind wir zu der OPV-Schaltung gewechselt, weil unser ursprünglich vorgesehener ADF8307 nur Unsinn anusgegeben hat War da nicht mal was mit einer Diode in der Gegenkopplung des OPV?
Christoph db1uq K. schrieb: >> Schaut sich auch nur einer mal das Schaltbild des TE an? > > Genau und da sind zwei "uralte" Germaniumdioden gezeigt, die nie für > "Mikrowellen" gedacht waren. Die haben wir durch Schottky Dioden ersetzt.
Frank E. schrieb: > Die haben wir durch Schottky Dioden ersetzt. Das ist gar nicht so eine gute Idee. Die Germaniumdiode, wie z.B. eine AA119 kann durchaus höhere Grenzfrequenz haben als eine SBD. Nur, weil da Germanium drauf steht, heisst das nicht automatisch, das sie nichts taugt. Nur die Beschaffung kann schwierig werden. Im praktischen Betrieb jedenfalls kann eine AA119 2,4Ghz detektieren.
Jens G. schrieb: > Genau - z.B. sowas wie der AD8307 - der versteht sich aber nicht gut mit > Mikrowellenfrequenzen ... Der ist ja auch der Urgroßvater der Serie. Der hat mittlerweile genügend Verwandte bekommen, die bis 10 GHz (und vielleicht mehr – gerade nicht nachgeschaut) problemlos funktionieren. Sowas würde ich heutzutage einer simplen Dioden-Mimik allemal vorziehen.
Es fehlt am OPV ein Widerstand vom +Eingang nach Masse. Den Glättungskondensator 100pF würde ich größer machen.
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Jörg W. schrieb: > Sowas würde ich heutzutage einer simplen Dioden-Mimik allemal vorziehen. Gerade mal spaßeshalber meinen AD8319-basierten Pegelmesser rausgekramt. Ohne Antenne (noise level) -63 dBm. Antenne im Zimmer aufgeschraubt, geht die Anzeige schon auf -53 dBm rauf. In der Nähe des WiFi APs dann was um die -40 dBm. Frank, an deiner Stelle würde ich nicht mehr großen Gehirnschmalz in ein UHF-Frontend stecken, diese LogAmps machen das, was du haben möchtest, sehr viel preiswerter (wenn du deine Arbeitszeit einberechnest).
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