「電子DIY」用VOM測量射頻電壓

可以構(gòu)造簡單的二極管檢測器，使普通vom能夠測量從幾百毫伏到二極管擊穿電壓的RF電壓。圖1顯示了兩種簡單的檢測器，串聯(lián)檢測器和分流檢測器。選擇有點隨意，但當使用設(shè)計成直接接地的微波二極管時，并聯(lián)電路很方便。施工并不重要，但虛線左側(cè)的部件應(yīng)具有短引線。端接電阻器（如50歐姆）可在輸入端添加，以測量放大器和信號源的負載輸出電壓。

小信號肖特基二極管，如1N5711，可能是最容易獲得的低勢壘電位檢測器，但鍺二極管，如1N60，1N34，甚至1N270也將提供極好的靈敏度?？墒褂闷胀ü瓒O管，如1N914，但當測量峰值電壓時，探測器將顯示約300mV的偏移。測量射頻峰值電壓時，1N5711的偏移量約為100mV，鍺二極管的偏移量約為60mV。當測量較大的射頻電壓時，電壓探針的讀數(shù)將較低，當測量低于該偏移值兩倍的電壓時，探針將開始出現(xiàn)明顯的誤差。圖2顯示了一種消除偏移的簡單技術(shù)，以便VOM將顯示高于幾百毫伏的電壓的正確讀數(shù)。

電池和電阻器產(chǎn)生接近100毫伏的負電壓，這對于1N5711來說是一個很好的值。其他類型的二極管可能需要不同的偏移校正，在測量幾伏射頻信號時，可以改變82k值以給出正確的讀數(shù)。如果需要可調(diào)偏移量，可以用200k電位計代替82k電阻器。如果需要RMS讀數(shù)，則在10兆歐表上串聯(lián)一個4.15兆歐電阻。（3.9兆歐。圖3顯示了一個適用于測量電路中元件的射頻電壓的差分版本。當導(dǎo)線反向時，探針的讀數(shù)應(yīng)相同。

這是圖2上面內(nèi)置了一個便宜的LED手電筒外殼。我用了一個舊的1N60鍺二極管作為探測器，82k就差不多了。（一些現(xiàn)代1N60二極管實際上是肖特基類型的，可能表現(xiàn)不同。尋找失去光澤的腿和一個舊的二極管樣式來精確復(fù)制這個探針——這并不重要——肖特基的工作也是如此。）

我把手電筒的按鈕式電源開關(guān)取下，換上了一個裝有微型接線柱的PCB板。圓盤用環(huán)氧樹脂固定。接地線也會穿過PCB盤上的一個孔（藍色導(dǎo)線打結(jié)）。我發(fā)現(xiàn)了一塊廢棄的PCB板，上面有一組有用的元件孔，并用微型接線柱附帶的螺母將其固定。

電池由一個3/8“ID管道工錐形墊圈固定在LED外殼上，使用接觸水泥。AAA電池是一個緊密配合，不需要其他支持，但在一兩個地方輕拍接觸水泥不會傷害。在將電池插入墊圈之前，在電池的負極端子上貼上一小片膠帶，以防止電池與LED外殼接觸（或?qū)㈦姵氐恼龢O插入墊圈）。同軸度計引線編織物被焊接到1兆歐和82k電阻上-電池特寫圖片中的黑線被移除-同軸電纜編織物就在那里。你可以看到一些接觸水泥內(nèi)的紅色外殼舉行LED外殼-我不得不拉開它，因為我忘了拍照！這是一個便宜的探針，應(yīng)該可以使用很多年而不需要更換電池，所以我認為它是一次性的。

在檢查了10MHz峰值電壓的正確讀數(shù)后，我添加了一個3.9兆歐電阻器，與儀表輸出串聯(lián)，以將讀數(shù)降至均方根值（13 dBm讀數(shù)為1伏）。別忘了，電路依賴于顯示10兆歐負載的儀表。

性能。從甚低頻到超過100兆赫，探頭的響應(yīng)相當平坦。它實際上增加了輸出超過100兆赫，可能是由于布局引起的共振。它的反應(yīng)相當高的頻率，所以它可以用于峰值電路超過100兆赫。下表是在10兆赫頻率下制作的。錯誤在13 dBm時從0%開始，因為那是我校準它的地方。更高的電壓讀數(shù)準確。

該探頭可檢測低至-25 dBm的信號，因此可用于小信號電路的峰值，盡管讀數(shù)低于0 dBm。

其他想法：第二個直流偏置二極管可以用來產(chǎn)生溫度跟蹤參考電壓，以驅(qū)動差分放大器。另一種方案是在電壓跟隨器的反饋路徑中添加第二個二極管，如下所示：

原理圖中包括一個50歐姆的電阻，但是一個更高的電阻，比如100k，可以用于高Z探針。該電路可以很好地作為一個線性檢測器檢測高于100毫伏的信號。電阻器可以連接到零伏，允許使用單一電源電壓，但選擇“軌對軌式運算放大器”。