dB-Meter

Ausgangssituation: Einige digitale dB Meter habe ich schon gebaut, wobei eine analoge Anzeige über einen größeren Bereich immer vermißt wurde. Auch das HP-232 mit nur 30 dB Meßumfang ist nicht das gelbe vom Ei. Hinzu kommt das kritische Handling des sehr teuren Thermistor Meßkopfes. Ich schätze meine digitalen dB Meßgeräte, doch für Abgleicharbeiten bevorzuge ich entschieden die Analoganzeige  .

Mittlerweile gibt es eine ganze Reihe sehr geeigneter logarithmischer Meßgleichrichter von Analog Devices, leider mittlerweile nur mehr im 0,625 mm Pinabstand erhältlich. Jenseits der 70 Jahre wollen hier Augen und Finger nicht mehr mit.
Abhilfe schaffen wie immer die Chinesen. Ein kleines Platinchen mit aufgelöteten AD8309 samt Spannungsregler, also betriebsfertig ist um etwa € 16.- erhältlich. Statt einer URL die sich ja ständig ändert, googelt einfach: powermeter ad8309.

Ich habe gleich zwei dB Meter aufgebaut. Eines mit externer Spannungsversorgung 10.....15 Volt DC.

Von den AD-Chips gibt es Ausführungen, die bis in den GHz Bereich frequenzunabhängig arbeiten, aber dafür nur einen geringeren nutzbaren Dynamikbereich von höchstens 50 dB haben. Die AD8309 Chips haben zwar einen enormen dB-linearen Dynamikbereich von 80 dB, müssen aber frequenzkompensiert werden.  Aus einer US Dokumentation habe ich eine Frequenzkompensation am Eingang zur Anhebung der hohen Frequenzen nachgebaut. Aber der Fehler lag immer im Bereich von mindenstens 2 dB. Damit wäre mein Ziel, eine Genauigkeit von +- 0,5 dB zu erreichen, gescheitert. Ich habe mich für die einfachste Möglichkeit mit einem Poti entschieden. Je nach Chip schwankt die Anzeige zwischen 6 und 8 dB. Dieser Bereich muß mit dem Poti erfasst werden. Ohne Kompensation würde die Anzeige bis 50 MHz stimmen und bei 500 MHz 6 bis 8 dB zuwenig anzeigen. Die Skala für das Poti muß individuell gezeichnet werden, da die Chips streuen.

Eine andere Eigenart des AD8309: Bei offenen Eingang ist am RSSI Ausgang eine Spannung von etwa 0,8 Volt vorhanden. Das kann man wirksam mit einer Brückenschaltung ausgleichen Die 3k9 Zenerdiode muß aber von der geregelten +5 Volt Spannung auf der Platine geholt werden. Diese findet man leicht: Von oben kommt VCC von der Klemme zum IC Eingang.
Dann kommt Masse und ganz unten ist der Ausgang +5 V. Ich habe die beiden Wendeltrimmer mit Epoxikleber direkt auf die Platine geklebt, so kann die Zenerdiode kurzdrähtig zwischen +5 und Nullpoti eingelötet werden.

Es geht auch mit einer Lithium Zelle:

Das zweite Gerät kann wahlweise auch mit Batteriestromversorgung arbeiten, nämlich mit einer einzelnen Lithiumzelle, die über einen kleinen step-up Regler konstante 5 Volt erzeugt. Diese reicht für 3 Tage Dauerbetrieb.

Links unten sieht man den 5 Volt Regler mit der 1N4007 Diode und den Lastwiderständen. Das ergibt bei Volladung genau 4,2 Volt und darf daher immer angeschlossen bleiben. Darauf folgt ein Balancer samt angeschlossener 18650 Zelle. Der Balancer wird wegen seiner Abschaltung bei 2,5 V verwendet.
Das erklärt auch die unterschiedlichen Massen, denn der Balancer schaltet den Minuspol. Gleich neben der Batterie ist der step-up Regler. Hier ist es ein fix eingestellter 5 Volt Regler. Hier muß auch das Meßmodul am 5 Volt Punkt angeschlossen werden. Ob der auf dem Modul vorhandene Regler ausgebaut wird, ist unwichtig. Er nimmt nur 2 mA auf.

Hinweise:
Wenn ein anderer, einstellbarer step-up Regler verwendet wird kann man auch auf 7 Volt einstellen. Dann ist natürlich die Spannung für das Modul an den Klemmen zuzuführen.

Balancer für Einzelzellen sind nicht mehr leicht zu beschaffen, notfalls muß eben ein Balancer für mehrere Zellen verwendet werden. Von einem Eigenbau wird dringend abgeraten, denn der Winzling, den ich einfach auf die Zelle geklebt habe nimmt im abgeschalteten Zustand nur 1 uA auf. Es darf auch nicht auf den Balancer verzichtet werden, der schützt die Lithium Zelle vor Zerstörung durch Tiefentladung. Ob und welche neueren Zellen eine Notabschaltung eingebaut haben ist mir nicht bekannt.

Die Skalen fertige ich immer mit der ausgezeichneten Software von Tonne Soft. Diese kann man 10 mal starten, dann ist ein preiswerte Registrierung notwendig.

Die auf den Fertigmodulen aufgedruckten Werte für die Dynamik werden nie erreicht, denn es wird der gekrümmte sehr unlineare obere und untere Bereich der Kennlinie mit eingerechnet. Seriös sind hier 80 dB.

Hinweise zur Kalibration: Am einfachsten geht es mit einem genauen Meßsender mit kalibrierten Ausgangsteiler. So wird der Nullpunkt bei anliegenden -60 dBm auf diesen Wert eingestellt, das Poti Bereich mit anliegenden 0 dBm auf diesen Wert eingestellt. Die beiden Einstellungen beeinflussen sich leicht gegenseitig. Deshalb mehrmals wiederholen.

Ohne Meßsender gehts im Notfall auch: Der Nullpunkt wird so eingestellt, daß sich die Nadel eben gerade vom -70 dBm Wert abzuheben beginnt. Dabei muß der Meßeingang mit 50 Ohm abgeschlossen sein. Für das Pot Bereich muß eine genau bekannte Leistung im Bereich zwischen -10 und +10 dBm zur Verfügung stehen. zB eine Handfunke mit entsprechenden Abschwächern, oder Abschlußwiderstand mit eingebautem Meßausgang. Keine Funkgeräte direkt anschließen! Leistungen über 20 dBm = 100 mW zerstören den AD8309 sofort.

Falls größere Probleme auftreten, helfe ich auch gerne per email. Die Adresse findet sich im Impressum.

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