RF naar DC Converteren met een Raspberry Pi: Een Envelope Detector Bouwen en Troubleshooten

Een Envelope Detector Toevoegen om een RF-invoer om te zetten in een DC-uitvoer

Ik bevestigde de ADC Pi-module aan de GPIO-header en stapelde de DDS-module direct erbovenop, met PCB-ondersteuningsspacers om de twee borden samen te houden en spanning van de GPIO-pins te ontlasten.

De volgende stap was om het RF-signaal dat door het circuit onder test geproduceerd werd, om te zetten in een DC-spanning die de ADC Pi kon lezen. Hier komt een simpele envelope-detector van pas.

Een klassieke envelope-detector bestaat uit slechts drie componenten: een diode, een condensator en een weerstand. De RF-invoer (Vi) wordt in de detector gevoerd, en de DC-uitvoer (Vo) wordt aan de andere kant afgenomen. In theorie zou de invoer-RF (in blauw getoond) een gladde DC-spanning (in rood getoond) moeten produceren.

Toen ik de detector voor het eerst bouwde, was de uitvoer vrijwel plat. Na meten, vond ik de piek-RF-spanning van het testcircuit slechts ongeveer 0,2 V (200 mV). Dat kleine signaal was de schuldige.

Diodes vereisen een forward-bias-spanning om te geleiden. Een standaard siliciumdiode heeft ongeveer 0,7 V nodig, terwijl een germaniumdiode ongeveer 0,25 V nodig heeft – beide hoger dan de 0,2 V piek waar ik mee werkte. Gevolglik schakelde de detector nooit volledig in, en de DC-uitvoer bleef bij benadering nul.

Om dit te overwinnen, kunt u een Schottky-diode met een lagere forward-spanning gebruiken, een kleine pre-versterker-fase toevoegen, of de RF-bronvermogen verhogen. Met de juiste componenten kan een Raspberry Pi-gebaseerde envelope-detector RF-signalen betrouwbaar vertalen naar leesbare DC-spanningen voor datalogging.

Voor meer detail, zie A Slice of Raspberry Pi.