Medidor de señales S para un receptor de Conversión Directa

Esta publicación es para ampliar la publicación anterior sobre el desarrollo de un quipo de CW a partir de un Cahuane.

Midiendo intensidad de señal

Medir intensidad de señal en un superheterodino no resulta tan complicado como con un receptor de conversión directa; y mas difícil aun es lograr que la salida haga una fluctuación lineal entre 0 y 5V para leerlo desde un puerto analogico desde mi Arduino Nano.

Normalmente es mas fácil porque se usan instrumentos analógicos que con pocos uV desplazan la aguja.

Luego de investigar un poco sobre como funciona un medidor de señales S, existe un estándar que dice que entre cada numero de S hay 6dB de diferencia, es decir que entre un S3 y un S4 hay 6dB de diferencia, o lo que  en otras palabras dice que para subir de un S3 a un S4 la estación remota debería cuadruplicar su potencia. Si una estación que emite con 1w nos llega con S3, con 4w debería llegar en S4, pero para llegar S9 debería transmitir con 4KW!!

Inversamente, si recibimos con un S9 y esta transmitiendo con 100W, con solo medio vatio lo escucharíamos con S5!!...Interesante no?

Este es uno de los argumentos mas usados para entender por que el QRP funciona y es divertido practicarlo.

Volviendo al caso de un receptor de conversión directa, se puede sacar de un lazo de AGC obtenido desde el audio y aplicado en el front-end del mismo aunque no es lo mismo que en un superheterodino porque no estaría detectando una portadora en su frecuencia de cero batido, en un DC necesitamos audio para analizar. Tambien se puede obtener rectificando el audio, filtrarlo y convertirlo en una señal DC que varia proporcionalmente al nivel de audio... vúmetro no?
Después de todo las señales S no son tan precisas como pensamos, porque la calibración del s-meter varía entre marcas, es al final una medida relativa de la fuerza con la que una señal entra por la antena.

S-Meter obtenido desde el audio y con salida analógica

Una version con amplificador operacional y salida analógica

Al ver las versiones con operacionales, recordé que una de las funciones de los operacionales es de ser rectificadores de precisión y que se puede obtener un valor de DC sin (prácticamente) la caída de tensión que tiene un diodo al conducir. Una mejora importante de los ya clásicos circuitos de S-Meter derivados desde una señal AF.

Rectificador de precisión

Se puede leer mas sobre estos circuitos aqui

Ahora bien... necesito que sea con una sola fuente.. .y el resultado fue el siguiente:

Click para ampliar

El rectificador de precisión en la práctica y el amplificador tiene R2 de 100K y R4 de 10K variables para ajustar mejor los resultados.

Una solución mas elegante

Algo mejor que lo anterior es usar el SA604a, es un integrado que tiene la función de RSSI (Received Strength Signal Indicator)

El CI fue diseñado para ser usado con RF hasta unos pocos MHz pero sin duda se puede usar para audio y obtener una salida lineal con respecto a una entrada logarítmica.... mucho mas preciso para usarlo como S-Meter.

Lamentablemente aquí donde yo vivo el distribuidor ni lo conocía a este circuito integrado...

Y una solucion mejor?

Sin duda la mejor solución para el S-Meter es usar un AD8307 que es un amplificador logarítmico desde DC hasta 500MHz y tiene una salida lineal tambien.

AD8307 como parte del proyecto PHSNA

Los usos que tiene el AD8307 son enormes para los radioaficionados, porque siendo un medidor de potencia podemos usarlo para muchos proyectos, Vatimetro de RF, desde uW hasta KW!!, como analizador de antena, analizador de redes para graficar respuesta de filtros, como medidor de ROE, como medidor de intensidad de campo (FSM), y... por que no, como S-Meter (o RSSI) obteniendo la señal directamente de RF desde el front-end!

Aquí se puede leer un articulo al respecto.

Continuará...