Voulant mesurer une faible puissance HF avec une sonde à diode et un multimètre je me suis demandé qu’est-ce qui se passait quand la tension Umaxi sur la charge (50 Ohms) était inférieure au seuil de la diode (entre 0,1 et 0,6 Volts) et pouvait-on malgré tout mesurer quelque chose ?
J’ai donc glané un schéma de sonde sur le Ouèbe et l’ai arrangé à ma sauce et ça donne ça : SONDE_MILLIWATTMETRE_HF.pdf (475 KB)
Je l’ai ensuite « étalonnée » avec un générateur HF et un milliwattmètre gradué en dBm, comme on peut le voir sur les données du tableau et sur les courbes, le fameux seuil n’empêche pas de faire des mesures à des tensions inférieures à celui-ci mais la caractéristique n’est pas linéaire, elle ne commnce à le devenir qu’au dessus de ce seuil.
Quoi qu’il en soit en faisant un tableau de correspondance entre la tension lue sur le multimètre et la puissance mesurée sur le wattmètre, on peut s’en servir pour estimer une puissance même relativement faible; le montage à toutefois des lacunes : il dérive en fonction de la température et selon la construction il dérive en fréquence.
Le tableau des mesures et le courbes des résultats, l’échelle LOG a été choisie pour rendre les courbes plus lisibles : ESSAIS_POWERMETER_SONDE.pdf (339 KB)
Et la sonde en question :
Par la même occasion j’ai découvert qu’il y avait toute une théorie sur le fonctionnement des diodes sous ce fameux seuil couramment admis, mais bon c’est un peu trop ardu pour moi …
Pour mesurer des puissances HF et SHF dans le domaine des télécommunications on utilise en général un bolomètre (ou powermeter) en anglais avec une sonde bolométrique tels qu’en produit (ou produisait) Hewlet-Packard, modèle 435 par exemple.
Le principe de mesure est le suivant, il s’agit d’une résistance ohmique de 50 ? qui charge le circuit à mesurer dont on mesure l’échauffement avec un thermistance insérée dans un pont de weatstone
Vous pourriez aussi faire des essais intéressants en utilisant les diodes radar bien connues type 1N21 et 1N23.
Il y a plein de littérature anglo-saxonne sur le sujet, ou on parle de la réponse « quadratique » (second degré) en-dessous du seuil, puis « linéaire » au-delà, et des aberrations qui peuvent apparaitre à la fréquence de résonance…
Bonsoir
Au dessous du seuil , la réponse est quadriatique , et la dérive en température cause seulement un décalage de ce seuil ce qui fausse les mesures
Par contre je ne vois pas l’utilité de la résistance de 47 k côté masse
Bonsoir,
En fait au départ je pensait que la diode se bloquait en dessous de sa tension de seuil, j’ai ainsi appris qu’il n’en était rien.
Oui j’avais constaté que la courbe obtenue : dU sur diode/F(U sur 50ohms) était une sorte d’exponentielle, en cherchant un peu je suis tombé sur de la littérature expliquant le phénomène.
Curieusement en remplaçant la résistance de 100K par une deuxième diode pour faire un doubleur de tension, la sonde est moins sensible aux faibles puissances, on perd 0,5mV soit 8dBm…
La deuxième résistance de 47K est là avec l’autre 47K pour symétriser la sortie vers le voltmètre afin que la lecture soit la même quelque soit le sens de branchement, enfin c’est l’explication donnée pour un des schémas qui m’ont inspiré; comme les 2x47K rajoutés sont petits devant les 10MOhms du multimètre ils n’affaiblissent pas trop la tensions lue; par contre ces résistances posent un problème : on a pas la même masse en entrée qu’en sortie.
C’est ce qui m’a troublé ! Si les appareils de mesure sont reliés tous les deux à la même masse, elle ne sert à rien ( et dans le cas contraire non plus :mrgreen: )
Ceci dit si vous voulez vous affranchir de la plupart des problèmes dus aux diodes essayez un AD8307 , c’est fabuleux
Bons essais
un millivoltmètre « sérieux » mesure avec une bonne linéarité des tensions faibles avec un montage complexe
les diodes sont « samplées » par des impulsions, le signal détecté est adapté par un FET puis traité dans le coffret principal
voilà ce qu’il y a dans la sonde d’un millivoltmètre qui monte à 1,5 GHz, le RACAL 9301
en descendant jusqu’à 100 µV, c’est toujours linéaire :
évidemment, pour un montage amateur, c’est difficilement réalisable
Doctsf (Modèles & Marques)
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