4-2019

HF-Technik
Bild 2: V OUT /Eingangsleistungs-Kennlinie des LTC5596. Die beiden
Kalibrierpunkte sollten entsprechend dem Betriebsbereich der Applikation
gewählt werden
zu einem einfachen Vorgang.
Zur Sicherstellung der Genauigkeit
reicht eine Kalibrierung
an zwei (auf Wunsch auch an
mehr) Punkten aus.
In Bild 2 ist die Zweipunkt-Kalibrierung
einer typischen Kennlinie
des LTC5596 bei 5,8 GHz
zu sehen.
Mit den beiden Punkten lassen
sich die Steigung und der
Schnittpunkt mit der X-Achse
ermitteln. In diesem Beispiel gilt:
Bild 1: Darstellung der Leitungsverbindungen
Das Resultat ist der folgende
lineare Ausdruck:
y = (x – b)m
Darin ist x die Eingangsleistung
in dBm, y ist V OUT , also die Ausgangsspannung
des LTC5596
(diese ist direkt proportional zum
ADC-Code), m ist die Steigung
und x ist der Schnittpunkt mit
der X-Achse, an dem V OUT zu
null wird. Die Firmware berechnet
x auf Basis des gemessenen
y-Werts, während die Werte von
b und m aus der Kalibrierung
bezogen werden (Erläuterung
s.u.). Durch Mittelwertbildung
aus mehreren Messungen lassen
sich die Auswirkungen des
Rauschens minimieren.
Der eingebaute ADC des Linduino-Boards
bietet eine Auflösung
von 10 Bit, sodass ein
LSB ungefähr 4,9 mV entspricht.
Die typische Steigung
des LTC5596 beträgt 28,5 mV/
dB, was zu einer Messauflösung
von etwa 0,2 dB führt. Der im
Anhang gezeigte exemplarische
Firmwarecode wird für 5,8 GHz
verwendet, um die Eingangsleistung
in dBm anzuzeigen.
Kalibrierung
Obwohl der LTC5596 eine dBlineare
Übertragungsfunktion
besitzt, ist es aufgrund von
Exemplarstreuungen unvermeidlich,
dass die Steigung und der
Schnittpunkt der Übertragungsfunktion
in einem gewissen
Bereich variieren. Die Linearität
der Übertragungsfunktion
macht das Kalibrieren allerdings
Bild 3: Fehler des LTC5596 als Funktion der Eingangsleistung nach erfolgter
Kalibrierung. Der lineare Dynamikbereich liegt etwa zwischen -40 und +3
dBm
32 hf-praxis 4/2019