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100mWでSWR検出できるのか!?

2011-11-26      
 SWR検出部の回路では、「①-20dBカップラで高周波を拾う→②ショットキーダイオードで整流して電圧で取り出す→③PICのA/D変換で数値化」というプロセスになります。

 PICは5V動作で考えており、A/D変換のリファレンス電圧は外から与えずVDD・・・すなわち最大5Vにしますので、5W送信時に5VになるようにするとA/D変換の分解能を最大限に活かせます。10ビットの分解能のため最大1024階調の変換・・・1階調の電圧差は約5mVになりますが、入力が5Vを超えると具合が悪いため、5Vを若干下回る電圧になるように調整する必要があります。

 一方、5W出力を-20dBカップラで拾うということは、0.05Wがダイオードに印加される計算になりますが、この時の電圧を50Ω系の回路として計算すると約2240mVp・・・ダイオードの電圧降下を踏まえると凡そ2Vの電圧が現れるはずです。つまり、2V→5V近くまで・・・要は2.5倍程度の電圧増幅してやらなければならず、これがSWR検出部とPICの間に入れるOPアンプの設計仕様になります。

 SWR測定時に小さな電力で測定する場合を考えます。

 IC-703の出力切替の仕様では、最大出力5W時の「クイックセットモード」(パネル操作により、簡単に電力が絞れるモード)における最小出力は100mWです。この送信出力を基に上記同様に計算すると、ダイオードの出力電圧は110mVp程度。これを5V付近まで増幅できるといいのですが、OPアンプの増幅率を可変にするためにはPIC側からの何らかの制御(増幅度を決める抵抗をリレー切り替えするなど)が必要・・・しかし、生憎PICポートはパンパンです
 OPアンプの増幅率を2.5倍固定とすると、100mW出力時のPIC入力電圧は凡そ275mVです。1階調の電圧差は約5mVですから、A/D変換後の値は「55」になります。この条件でSWRを測定する場合の概略を表でまとめてみましょう。

反射値03581119283755
SWR換算1.001.121.241.341.502.053.075.11

 これなら、100mW出力でも見当は付きそうですね

 ※ 2012/02/12 100mWでは、ダイオードの非直線域に掛かってしまうため、少々怪しそう・・・。
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