Hola amigos del Foro
Les presento un proyecto muy interesante, un bolómetro de RF para medición de potencia de RF por cambios de temperatura, y es que cuando se trata de realizar mediciones de potencia de RF pensamos en costosos equipos de mediciones o componentes difíciles de encontrar como los amplificadores logarítmicos y si pensamos que tal vez la solución sea un diodo detector de RF, pues resulta que las mediciones que arrojan no son tan exactas, varían mucho con las frecuencia a medir y con el layaout del circuito, en mi experiencia yo he trabajado con el diodo 1SS99,y aunque se desempeña bien, resulta que he quemado varios durante las mediciones.
Las ventajas del Bolómetro son:
Casi no hay variación con la frecuencia, puede ser hecho en casa hasta 10GHz.
Es de alta precisión.
Se puede calibrar con DC y sólo requerimos de una fuente de mili voltios para calibrarlo
Siempre muestra el verdadero valor RMS de la señal de entrada
No se precisan de componentes especializados, exóticos ó raros y por consiguientes caros
La desventajas son:
Es de respuesta lenta
Es de bajo rango dinámico
Fundamento
El bolómetro fue inventado por el astrónomo americano Samuel P. Langley alrededor del año 1880. Con él estudió la radiación infrarroja del Sol. Etimológicamente proviene del griego “bolé” que significa “rayo de luz” Un bolómetro es un instrumento que mide la cantidad total de radiación electromagnética que viene de un objeto en todas las longitudes de onda. La medida se realiza por medio medir de la temperatura de un detector iluminado por la fuente a estudiar. Langley perfeccionó su instrumento y fue capaz de detectar a una vaca a 400 metros de distancia sólo por el calor que emana (radiación IR), en una época en la que no existían los amplificadores operacionales.
Un bolómetro consiste de un cuerpo absorbente de calor conectado a un sumidero de calor (un objeto mantenido a temperatura constante) a través de un material aislante. El resultado es que cualquier radiación absorbida por el detector aumenta su temperatura por encima del sumidero de calor que actúa de referencia. La radiación absorbida se mide por lo tanto a partir del contraste de temperatura entre el detector y la referencia.
En el caso que nos ocupa, el bolómetro de RF, sólo medirá la energía de RF que llevemos hacia la carga a través de una línea de transmisión, utilizando un sensor térmico.
El Sensor térmico
En un sensor térmico la señal de entrada de RF es absorbida en una carga ficticia de pequeño tamaño. Un resistor SMD chip estándar de 50 Ohms de resistencia (por ejemplo, de tamaño 0805) se puede utilizar hasta 5-10GHz con muy buenos resultados. Debido a la disipación de potencia de la señal de RF, la resistencia se calienta. El cambio de temperatura se puede utilizar para determinar la potencia de la señal de RF. Si se adhiere un NTC (un resistor que cambia su resistencia en función de su temperatura) en la carga ficticia y se incluye en un puente de medición, se obtiene una diferencia de voltaje que es equivalente a la potencia de entrada. Un segundo NTC del mismo tipo en el puente se puede utilizar para eliminar la influencia de la temperatura ambiente.
Lo bueno de este principio es que es básicamente independiente de la frecuencia de la señal de entrada. Al NTC no le importa si es calentado por una señal de un micrófono inalámbrico de 700MHz ó por una señal DC, la tensión se puede medir con un multímetro estándar. Por lo tanto todos los aficionados puede calibrar su sensor térmico hecho en casa mediante la aplicación de diferentes voltajes de DC a la entrada y anotar la tensión de puente resultante. Siempre que vea el mismo voltaje de salida de DC como con un cierto nivel de entrada de DC, usted sabrá que la potencia de su señal medida es la misma, independiente de la frecuencia o de forma de onda de la señal.
Los amplificadores operacionales que siguen al puente de medición proporcionan suficiente sensibilidad como para medir potencias de 100uW. El instrumento cuenta con un selector para escoger 6 escalas, desde 1mW hasta 300mW
Para evitar las interferencias en la medición, el sensor está contenido en una caja metálica herméticamente cerrada, evitando que fuentes de calor extrañas pudieran calentar el sensor. En las pruebas realizadas el calor de los dedos de la mano que tocan el cable coaxial cerca al sensor es suficiente como para ser detectado.
El proyecto originalmente es de ON7AMI - Jean Paul Mertens al cual agradezco , yo le he pedido el permiso para hacer uso y subir al foro el circuito esquemático original y la escala del panel meter , en esta dirección ustedes pueden encontrar el proyecto original : http://www.on7ami.be/Home_Brew/Bolometer/bolometer_10ghz.asp
Debo aclarar que este proyecto no se debe utilizar para fines comerciales ni tampoco debe ser utilizado para generarse beneficios económicos.
Espero que sea de mucha utilidad para ustedes amigos del Foro
Saludos
Americo8888
Les presento un proyecto muy interesante, un bolómetro de RF para medición de potencia de RF por cambios de temperatura, y es que cuando se trata de realizar mediciones de potencia de RF pensamos en costosos equipos de mediciones o componentes difíciles de encontrar como los amplificadores logarítmicos y si pensamos que tal vez la solución sea un diodo detector de RF, pues resulta que las mediciones que arrojan no son tan exactas, varían mucho con las frecuencia a medir y con el layaout del circuito, en mi experiencia yo he trabajado con el diodo 1SS99,y aunque se desempeña bien, resulta que he quemado varios durante las mediciones.
Las ventajas del Bolómetro son:
Casi no hay variación con la frecuencia, puede ser hecho en casa hasta 10GHz.
Es de alta precisión.
Se puede calibrar con DC y sólo requerimos de una fuente de mili voltios para calibrarlo
Siempre muestra el verdadero valor RMS de la señal de entrada
No se precisan de componentes especializados, exóticos ó raros y por consiguientes caros
La desventajas son:
Es de respuesta lenta
Es de bajo rango dinámico
Fundamento
El bolómetro fue inventado por el astrónomo americano Samuel P. Langley alrededor del año 1880. Con él estudió la radiación infrarroja del Sol. Etimológicamente proviene del griego “bolé” que significa “rayo de luz” Un bolómetro es un instrumento que mide la cantidad total de radiación electromagnética que viene de un objeto en todas las longitudes de onda. La medida se realiza por medio medir de la temperatura de un detector iluminado por la fuente a estudiar. Langley perfeccionó su instrumento y fue capaz de detectar a una vaca a 400 metros de distancia sólo por el calor que emana (radiación IR), en una época en la que no existían los amplificadores operacionales.
Un bolómetro consiste de un cuerpo absorbente de calor conectado a un sumidero de calor (un objeto mantenido a temperatura constante) a través de un material aislante. El resultado es que cualquier radiación absorbida por el detector aumenta su temperatura por encima del sumidero de calor que actúa de referencia. La radiación absorbida se mide por lo tanto a partir del contraste de temperatura entre el detector y la referencia.
En el caso que nos ocupa, el bolómetro de RF, sólo medirá la energía de RF que llevemos hacia la carga a través de una línea de transmisión, utilizando un sensor térmico.
El Sensor térmico
En un sensor térmico la señal de entrada de RF es absorbida en una carga ficticia de pequeño tamaño. Un resistor SMD chip estándar de 50 Ohms de resistencia (por ejemplo, de tamaño 0805) se puede utilizar hasta 5-10GHz con muy buenos resultados. Debido a la disipación de potencia de la señal de RF, la resistencia se calienta. El cambio de temperatura se puede utilizar para determinar la potencia de la señal de RF. Si se adhiere un NTC (un resistor que cambia su resistencia en función de su temperatura) en la carga ficticia y se incluye en un puente de medición, se obtiene una diferencia de voltaje que es equivalente a la potencia de entrada. Un segundo NTC del mismo tipo en el puente se puede utilizar para eliminar la influencia de la temperatura ambiente.
Lo bueno de este principio es que es básicamente independiente de la frecuencia de la señal de entrada. Al NTC no le importa si es calentado por una señal de un micrófono inalámbrico de 700MHz ó por una señal DC, la tensión se puede medir con un multímetro estándar. Por lo tanto todos los aficionados puede calibrar su sensor térmico hecho en casa mediante la aplicación de diferentes voltajes de DC a la entrada y anotar la tensión de puente resultante. Siempre que vea el mismo voltaje de salida de DC como con un cierto nivel de entrada de DC, usted sabrá que la potencia de su señal medida es la misma, independiente de la frecuencia o de forma de onda de la señal.
Los amplificadores operacionales que siguen al puente de medición proporcionan suficiente sensibilidad como para medir potencias de 100uW. El instrumento cuenta con un selector para escoger 6 escalas, desde 1mW hasta 300mW
Para evitar las interferencias en la medición, el sensor está contenido en una caja metálica herméticamente cerrada, evitando que fuentes de calor extrañas pudieran calentar el sensor. En las pruebas realizadas el calor de los dedos de la mano que tocan el cable coaxial cerca al sensor es suficiente como para ser detectado.
El proyecto originalmente es de ON7AMI - Jean Paul Mertens al cual agradezco , yo le he pedido el permiso para hacer uso y subir al foro el circuito esquemático original y la escala del panel meter , en esta dirección ustedes pueden encontrar el proyecto original : http://www.on7ami.be/Home_Brew/Bolometer/bolometer_10ghz.asp
Debo aclarar que este proyecto no se debe utilizar para fines comerciales ni tampoco debe ser utilizado para generarse beneficios económicos.
Espero que sea de mucha utilidad para ustedes amigos del Foro
Saludos
Americo8888