002: Precision power meter with built-in noise source

 これは70年代のCQ誌に紹介された便利ツールです。局発電力やQRP送信機の出力測定に、そして受信機の同調やNF調整に大変重宝する一台で、77年に製作してから長年愛用しています(当局では最も使用頻度が高い自作計測機器の一つ)。

 パワー計の校正は、SGから+13dBmを入力しVr3でフルスケールに合わせたら1dBずつ下げながら目盛を打って行けばOK。実用域は-6~+13dBm、430MHzでも誤差は小さく(+0.5dB)使用可能です。私は写真のような可変ATTを作り最大+33dBm(2W)までのQRP出力測定に使っていますが、もっと広いレンジで使うことも勿論可能です。

 ノイズジェネレータとしては、安価なトランジスタのBE間を7.5Vのツェナーダイオードとして使っているのがミソ。予めVr2をフルスケール10mAに合わせておけば、IdはVr1により0.15~5mAの範囲で可変できます。Id=0.15mA付近で144MHzのENRは16dB程度あり、HF~UHFの受信機やLNAの調整に好適です。
Power range +13dBm max (HF-430MHz), ENR 12.9dB at Id=1mA, 7.9dB at Id=4.5mA (144MHz)

(2023.2.21)
(1)ESDによるダイオード破損と思われる事例が続いたため、対策としてダイオード直列に抵抗を追加しました。並列の容量を調整した結果、誤差は144MHzまでは0.2dB、500MHzまでなら0.5dB以内に納まっています。

(2)尖頭電力が測定できるように機能追加しました。RF検出ダイオードの出力をオペアンプで反転増幅(30dB)してピークホールド回路に入れています。ボルテージフォロワが変ですが、これは電流計の極性に合わせて位相を反転させているためです。JH3ERQ藤本さんに頂いた古いICがあったので、9~12Vから±電源をつくる2チャンネル型DC/DCコンバータも内蔵しました。

 出力インジケータもないシンプルな自作リグでは、マイクに向かいどんな感じで喋ればいいか・・・PEP電力計を見ているとそれが一目で分かります。これは実験アマチュアや自作派には必携かも知れません。



This is a useful tool introduced in JA-CQ magazine in the 70's. It is a very useful unit for measuring the local oscillator and QRP transmitter output, and for tuning and NF adjustment of receivers, and I have been using it for many years since I built it in 1977 (one of the most frequently used home-made measurement devices in my station).

To calibrate the power meter, simply input +13dBm from SG and set it to full scale with Vr3, then fill in the scale by decreasing it by 1dB. The practical range is -6 to +13dBm, and even at 430MHz, the error is small (+0.5dB). I have made a variable ATT as shown in the photo and use it for QRP output measurement up to +33dBm (2W), but of course it can be used over a wider range.

The noise generator is characterized by using the base-emitter of an inexpensive transistor as a 7.5V Zenner diode. If Vr2 is set to 10mA full scale in advance, Id can be varied from 0.15 to 5mA with Vr1. 144MHz ENR around Id=0.15mA is about 16dB, which is suitable for tuning HF to UHF receivers and LNAs. Power range +13dBm max (HF-430MHz), ENR 12.9dB at Id=1mA, 7.9dB at Id=4.5mA (144MHz)

(2023.2.21)
(1) A resistor is added in series with the diode to prevent diode damage due to ESD. After adjusting the parallel capacitance of trimmer, the error is within 0.2 dB up to 144MHz and 0.5 dB up to 500MHz.

(2) PEP functions have been added so that the peak power can be measured. The output of the RF detection diode is inverted amplified (30dB) with an operational amplifier and put into the peak hold circuit. The voltage follower looks strange, but this is because the phase is inverted to match the polarity of the ammeter. Since I had the IC given by JH3ERQ/Fujimoto-san, I also built in a 2-channel DC/DC converter to create a ± power supply from DC9-12V.

With a simple home-built rig with no output indicator, it's hard to know how to speak into the microphone for the best, and the PEP power meter makes that obvious at a glance. This may be a must for radio amateur experimenters and homebuilders.

 

 

 

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2017年07月11日