Илья Усихин (RW3FY)

Логарифмический детектор AD8307

Занимаясь настройкой всевозможных фильтров, кто хотя бы раз в жизни не мечтал увидеть АЧХ исследуемого устройства по уровню, скажем, -80дБ, в нормальном логарифмическом масштабе? Сколько стоят приборы, “умеющие проделывать” подобное, думаю, рассказывать не нужно. А оказывается, всё гораздо проще – уже довольно много лет фирма Analog Devices производит м/схему, которая во всех каталогах скромно называется “логарифмический усилитель”, несмотря на что уже не первый год верой и правдой служит мне в качестве логарифмического детектора совместно со стареньким измерителем АЧХ Х1-48. Стоит эта м/c несколько $.

Основные параметры следующие:

Диапазон рабочих частот: 10Гц…500МГц (до 150МГц характеристика практически без “завала”, проверял сам)
Динамический диапазон: 92дБ (От –75дБм до +17дБм, на краях с ростом частоты несколько увеличивается погрешность, но в диапазоне от -70дБм до +10дБм характеристика очень ровная.)
Коэффициент передачи: 23…27мВ/дБ, погрешности шкалы нормированы
Напряжение питания: 2.7…5.5В.

В спецификации приводится также большое количество прочих данных и графиков, у м/схемы нормировано даже время реакции на быстро меняющийся сигнал. На рис.1 привожу используемую схему включения.

Сопротивление Rвх выбирается равным выходному сопротивлению исследуемой цепи, в моём варианте оно включено постоянно и равно 50 Ом, при работе со схемами, имеющими другое выходное сопротивление, использую внешний резистивный делитель. Назначение выводов м/с следующее:

1 – инвертирующий вход (входной каскад – дифференциальный)
2 – “корпус”
3 – внешняя подстройка, подсоединение внешнего конденсатора
4 – выход, выходное сопротивление 12.5кОм
5 – смещение (регулировкой напряжения на этом входе “сдвигают” характеристику в пределах +/-6дБ)
6 – совместимый с КМОП вход включения м/с, активный уровень – высокий
7 – питание, +2.7…5.5В
8 – неинвертирующий вход, входное сопротивление (между выводами 1 и 8) – 1.1кОм.

Из недостатков мне удалось обнаружить один – термостабильность хотя и хорошая, но не позволяет без специальных ухищрений сделать на этой м/с, скажем, прецизионный измеритель мощности. Тем не менее, приняв дополнительные меры, и эту задачу можно решить. При использовании AD8307 совместно с различными приборами не помешает после детектора включить “масштабирующий” ОУ. Например, Х1-48 “требует” от детектора напряжения отрицательной полярности, т.е. при прямом подключении AD8307 к Х1-48 АЧХ перевёрнута “вверх ногами”. Дополнительный ОУ поставит, если надо, характеристику с “головы на ноги”, а заодно позволит выставить на выходе схемы ноль в отсутствие сигнала (начальный уровень напряжения на выходе AD8307, в зависимости от напряжения на выв.3, составляет 200…500мВ).

Для тех, кого интересуют более высокие частоты, та же фирма выпускает подобные детекторы на частоты вплоть до 2.5ГГц, но у них динамический диапазон существенно меньше.

Применение описанной выше м/c буквально “вдохнуло вторую жизнь” в допотопный измеритель АЧХ, позволив проводить такие измерения, о которых при “штатной” детекторной головке приходилось только мечтать. Безусловно, это всего лишь частный случай применения AD8307, подобная м/с могла бы стать основой самых разнообразных приборов радиолюбительской “лаборатории”, да и не только.

Литература: