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Kalibrator2


Fertig aufgebauter Kalibrator

Aufbau Kalibrator2

Der Grund für den Bau des Kalibrator2 war, dass man immer wieder das Problem hat, am Ausgang von Baugruppen im Signalweg, den Pegel von 0 dBm herzustellen. Das gilt insbesondere für den weiter unten vorgestellten Attenuator. Dieser hat eine Grunddämpfung, die nicht vernachlässigbar ist. Man kann natürlich am Signalgenerator einen entsprechenden Pegel einstellen, jedoch wird dieser in der Regel nicht konstant gehalten. Daher habe ich mir den Kalibrator2 gebaut, der den eingestellten Pegel stabilisiert.

Der Nachteil des Kalibrator2 ist, dass er, im Gegensatz zum Kalibrator nach Thomas Moliére, kalibriert werden muss. Es muss also ein kalibrierter Pegelmesser zur Verfügung stehen.

Die Arbeitsweise ist prinzipiell die gleiche wie auch schon beim Kalibrator nach Thomas Moliére. Die von einem 10 MHz TTL-Oszillator erzeugte Schwingung wird über einen FET in einen Tiefpassfilter eingespeist, der die durch die Rechteckschwingung erzeugten Oberwellen dämpfen soll. Die Spannung hinter dem Tiefpassfilter, vor der Auskopplung auf den Ausgang, wird gemessen und dieser Wert wird über den Transistor nachgeregelt.  Dieser Spannungswert wird beim Kalibrieren für jeden dBm-Wert gemessen und in einer Tabelle abgespeichert. Beim Start der Gerätes wird dann der Wert für 0 dBm aus der Tabelle geladen und voreingestellt.  Die Regelspannung für den Transistor wird hier mittels PWM (Pulsweitenmodulation) erzeugt.


Schaltplan Kalibrator2

Über den Drehgeber kann jetzt der voreingestellte Wert nach Belieben verändert werden. Der eingestellte Wert wird als Sollwert übernommen und konstant gehalten. Dadurch sind jetzt beliebige "krumme" Werte einstellbar. Um bei größeren Änderungen nicht wie ein Wilder am Drehgeber kurbeln zu müssen, kann mit diesem die Richtung vorgewählt werden und mit der MFT-Taste dann in 1 dBm-Schritten auf- oder abwärts geschaltet werden. Ein Druck auf den Drehgeber stellt sofort wieder den Normpegel von 0 dBm ein.

Im Display wird in der ersten Zeile der ausgegebene dBm-Wert angezeigt. Es wird der Istwert angezeigt. Der Messwert wird ausgewertet und aus der Tabelle dann der entsprechende dBm-Wert ausgewählt. Die Zwischenwerte werden interpoliert. Beim Umschalten dauert es dann auch u.U. etwas, bis der Ausgabewert von der Regelung stabilisiert wird. In der zweiten Displayzeile wird der eingestellte Sollwert angezeigt. Wenn die Regelung eingreift, erscheint hinter dem Istwert ein "+" oder "-" Zeichen, abhängig davon, ob der Istwert über oder unter dem Sollwert liegt.

Mein Funkfreund Norbert, DG1KPN, hat parallel zu mir das Gerät für 50 MHz aufgebaut und getestet. Der Unterschied liegt nur in der Drain-Induktivität und im Tiefpassfilter. Die Software ist identisch. Norbert danke ich hier für seine ausführlichen Tests und seine kompetenten Ratschläge.

AD-Wandler

Für die Spannungsmessung in einigen Geräten reicht die Auflösung des internen 10-Bit DA-Wandlers des ATMega-Controllers nicht aus. In diesen Fällen benutze ich meinen "Lieblings-AD-Wandler" MCP3421, mit maximal 18 Bit Auflösung.

Der Wandler verfügt über eine interne Referenz (2,048V), einen einstellbaren Vorverstärker (PGA, Programmable Gain Amplifier 1, 2, 4 oder 8x) und eine einstellbare Auflösung (12, 14, 16, 18 Bit).

Der MCP3421 Delta-Sigma-Wandler ist über das TWI-Interface (I2-Bus) an den Controller angeschlossen, einfach zu handhaben und nimmt als SMD-Baustein (SOT23-6) kaum Platz auf der Platine ein.

Pinout des MCP3421 (SOT23-6)