Ein kleines Messgerät zum Nachweis von Hochfrequenz

Ein kleines Messgerät zum Nachweis von Hochfrequenz, ein sogenannter passiver Feldstärkemesser
gehörte früher eigentlich zur Grundausstattung eines jeden Funkamateurs. Diverse Schaltungen wie
sie heute auch im Internet verfügbar sind, zeigen einen einfachen Aufbau mit einer Diode und einem
kleinem Drehspul-Messinstrument. Simpel und einfach und zum Teil auch recht effektiv. Doch seit
einigen Jahren ist es allerdings auch möglich mit einigen Spezial-ICs z.B. von der Firma Analog
Devices oder auch von Linear Technology Aktive Feldstärke Messgeräte aufzubauenund zwar mit
einem sehr großen Dynamikbereich. Da hier ein gewaltig großer Bereich von zum Teil bis zu 90db und
mehr überstrichen wird, benutzt man hier eine logarithmischen Ausgang um diesen doch gewaltigen
Umfang anzeigen zu können.
Ich verwende hier in dieser Bauanleitung einen IC der Firma Analog-Devices mit der Bezeichnung
AD8307. Das ist ein log Spannungsindikator mit 92 db Dynamik-Bereich und einer sehr einfachen
Beschaltung. In der einschlägigen Literatur sind div. Bauanleitungen auf der Basis dieses
Schaltkreises zu finden. Es findet z.B. seinen Einsatz in so bekannten Schaltungen wie dem digitalen
Wattmeter von OZ2CPU oder auch in den Schaltungen von DL7AV zur Bestimmung der elektrischen
H-und E-Felder für die Selbsterklärung der Funkamateure bezüglich der elektromagnetischen
Abstrahlung für Sendeantennen. Meine Bauanleitung ersetzt auf keinen Fall ein hochgenaues
kalibriertes Messgerät und soll es auch nicht sein, sondern soll zum Nachweis von
elektromagnetischer Strahlung mit weitem Dynamikbereich und guter Ablesbarkeit dienen. Der große
Vorteil des AD8307 ist sein großer Frequenzbereich von mind. 1-500 Mhz mit einen Ausgangspegel
von 2,5 mV pro dbm.
In diesem Bereich ist eine relativ gute Linearität zu erwarten. Bedingt ist der Schaltkreis auch noch
zum Nachweis bis 1 Ghz einsetzbar, aber hierfür gibt es andere und bessere Schaltkreise. Hier ist
auch noch der Aufbau eines gleichen Gerätes mit einen geringfügig kleinerem Dynamikbereich
geplant. Dieses Gerät soll dann den Frequenzbereich von 100 Mhz bis 2,5 Ghz überstreichen. Nach
der Fertigstellung wird dieses Gerät ebenfalls hier publiziert werden. Bei ähnlich aufgebauten
Feldstärkemessgeräten mit analoger oder auch digitaler Mess anzeige besteht meist das Problemder
schlechten Ablesbarkeit wenn es als Anzeige beim Bau und ein messen von Antennen verwendet
wird, dann ist eine Ablesung der Pegelwerte nur in unmittelbarer Nähe von Messgerät möglich. Hier
reifte die Idee etwas anderes aufzubauen, das auch noch eine Anzeige in einer relativ großen
Entfernung vom Betrachter ermöglicht. Meine Idee warf es hier ein kleines Messgerät aufzubauen,
dass eine gute Anzeige auch noch in 10- 20 oder 30 Meter Entfernung zulässt. Ich verwende hier ein
sehr gut erhältliche IC, den LM3914. Dieser Schaltkreis ermöglicht je nach Beschaltung eine
Leuchtbalken oder auch Leuchtpunktanzeige mit herkömmlichen LEDs. Es lassen sich mehrere
Schaltkreise kaskadieren. Jedes IC kann 10 LEDs treiben. Durch die Kaskadierung verwende ich hier
20 stk. LEDs. Meine Leuchtdioden, die ich hier verwende sind superhelle weiße LEDs. Durch die
Beschaltung springt ein Leuchtpunkt nacheinander an, durch das Anlegen der Messspannung an den
Eingang der Schaltkreise. Der log. Spannungsdedektor wird mit einer Spannung von 5 Volt versorgt.
Durch den geringen Stromeigenverbrauch des Mess-ICs reicht hier eine einfache Stabilisierung der
Versorgungsspannung mit einer Zehnerdiode. Die beiden Anzeige-ICs werden direkt mit 9 Volt aus
einer Transistorbatterie versorgt. Der Stromverbrauch der LEDs ist durch die Beschaltung der LM
3914 Ics auf unter 10 Milliampere eingestellt. 2 kleine Potentiometer auf der Platine ermöglichen eine
einfache Angleichung des Pegels an den Anzeige ICs.
Der Aufbau der Schaltung erfolgt auf einer einseitigen Platine mit 2 kleinen Drahtbrücken. Beim
Prototyp auf dem Foto hier sind noch mehrere bedrahtete Bauteile untergebracht, die im neuen Layout
schon als SMD-Bauteile auf die Lötseite verbannt sind. Ich habe einfach eine gemischte Schaltung
verwendet und kleine Abblock-Kondensatoren, Koppel-ICs und Widerstände als SMD-Bauteile
verwendet. Der Messschaltkreis AD8307 ist sowohl als DIL 8 IC als auch im SMD-Gehäuse erhältlich.
Ich verwende hier die SMD-Version, die sich auf Grund ihrer relativen Größe auch noch gut mit einem
feinem Bastlerlötkolben auflöten lässt. Dadurch dass die Leiterplatte einseitig ist lässt sie sich auch
noch gut mit einfachen Mitteln selber herstellen. Ich verwende zurzeit sehr gerne das DirektTonerverfahren. (einfach mal googeln). Hier wird das Platinenlayout mit einem Laserdrucker auf ein
spezielles Katalogpapier gedruckt und dann einfach mit einem auf "leinen" eingestellten Bügeleisen
auf eine saubere und Fettfreie Leiterplatte aufgebügelt. Nach dem abwaschen des Papiers erfolgt die
Ätzung in herkömmlicher Ätzlösung z.B Eisendreiclorid oder Amoniumpersulfat. Es gibt auch
einschlägige Firmen die Leiterplatten dieser Größe für unter 10 Euro liefern (hier nachfragen).
Ansprechpartner , Anschrift
DD7LP OVV M04
Christian Petersen
Lassens Stieg 4
25853 Bohmstedt
Tel. 0170-1137601
E-Mail [email protected]
URL: Http://www.DD7LP.de
Aktiver Pegelmesser
Sensor AD8307
90 db Dynamikumfang
-75 - + 15 dbm
1- 500 Mhz
Impedanz :1100 / 50 Ohm
Anzeige: superhelle LEDs
Das Platinenlayout wurde mit Sprint-Layout erstellt. Die Vorlage liegt hier zum nicht gewerblichen
Gebrauch hier zum Download bereit. Der Einbau in ein Gehäuse ist auf unterschiedlicher Weise
möglich. Ich verwende die Selbstherstellung aus einseitigen Leiterplattenstücken, die sich im
Privatgebrauch recht einfach mit Blechschere, Säge, Feile und Schmirgelpapier passgenau bearbeiten
lassen. Doch auch der einschlägige Fachhandel hat hier div. Fertiggehäuse im Angebot. Recht
nützlich ist das Einlöten einer Schraubenmutter mit 1/4 Zoll Fotogewinde im Boden des Gehäuses.
Hiermit lässt sich der Felstärkemesser hervorragend auf einem Fotostativ standfest befestigen. Ein
stabiles Voll Aluminiumgehäuse ist mit der Best. Nr. aus der Bausteilliste ersichtlich. Hier ist natürlich
auch eine sehr gute elektrische Abschirmung gegen Fremdfelder gegeben. Als BNC-Buche kann
natürlich auch eine Einbaubuchse verwendet werden. Die Anschlüsse werden auf dem kürzesten
Wege mit der Platine verbunden.
Sollen die Pegelmessungen an 50 Ohm vorgenommen werden, so gibt es 2 Möglichkeiten. Eine
Interne, einfach 2 SMD-Widerstände von 56 ohm und 1,1 kohm auf die Platine löten oder eine
einfache Version die zwar nicht 100% der Norm entspricht aber trotz dem einen sehr guten
Kompromiss darstellt zu einer wesentlich aufwändigeren Lösung. Auf die BNC Eingangsbuche wird
ein BNC-T-Stück gesteckt. Auf die eine offene Seite kommt eine 1 BNC-Crimp-Stecker mit
eingelöteten 51 Ohm Widerstand. Die ergibt dann mit dem internen Widerstand von ca. 1,1kOhm vom
AD8307 eine Impedanz von ca. 50 Ohm. Da wir hier kein hochpräzises Messgerät haben ist der
Fehler in der Anpassung tolerierbar. Die 2. Seite des BNC-T-Stückes ist dann unser 50 Ohm
Signaleingang
Zum vergrößern bitte auf die Fotos klicken
Schaltbild des Pegelmessers
Prototyp der bestückten Platine
Bauteilliste zum downloaden
Video mit der Pegelmesser Vorstellung
Layout zum drucken im PDF-Format
Einige Bilder zum Aufbau. Zum vergrößern, bitte anklicken!
Für die Bastler und selbstbauer besteht die Möglichkeit das Schaltbild, und das
Layout im Sprint -format sowie die Bauteilliste als PDF-Datei herunter zu laden.
Das Paket ist als Zip-Datei hier abgelegt. Bitte klickt links auf das kleine Bild
vom Pegelmesser