Attenuatore Variabile per un Segnale a radiofrequenza

[DaveAgnello93]

Salve a tutti

Mi presento sono Davide Agnello, studio Ingegneria Elettronica presso l'Università di Palermo (fine terzo anno). è il mio primo post in questo forum, spero di aver scelto la sezione più adatta per proporvi il mio quesito, eventualmente mi scuso, e ringrazio tutta la comunità e il/gli amministratore/i del sito

La materia con la quale attualmente "combatto" è Elettronica II, che tratta di elettronica digitale e in particolare punta a sviluppare nello studente la capacità di risolvere alcuni problemi con dei circuiti analogici-digitali visti a lezione. Ho un testo d'esame da proporvi, sfortunatamente non sono riuscito a trovare una soluzione. DI seguito vi scrivo il testo completo:

"Progettare un sistema attenuatore per una antenna ricevente a 100 MHz. Il sistema deve essere in grafo di fornire in uscita il segnale di ingresso attenuato di un fattore 4 quando l'ingresso supera una ampiezza di circa 1 mV e di rimuovere l'attenuazione quando l'ampiezza di ingresso è minore di circa 0,5 mV. Il cavo proveniente dall'antenna presenta una ampiezza di uscita di 50 ohm."

Avete qualche idea?

Ringrazio nuovamente tutti

[Livio Orsini]

Quote

Il cavo proveniente dall'antenna presenta una ampiezza di uscita di 50 ohm."

 

Certamente si tratta di un refuso di stampa, altrimenti comincerei a dubitare della competenza di chi ha preparato l'esercizio.

Sicuramente il cavo avrà un'impedenza di 50 ohm.

La soluzione è relativamente semplice si tratta di progettare un partitore, ad impedenza costante, con rapporto di partizione 1:4.

Il segnale proveniente dall'antenna potrà prendere 2 strade:

1. attraversare il partitore ed entrare poi nell'0ingresso del ricevitore.
2. entrare direttamente nel ricevitore.

Per eseguire questa commutazione si usano appositi relè adatti per la banda di frequenze previste..

La commutazione dei relè sarà comandata da un comparatore di tensione con isteresi.

 

Lo schema a blocchi è ababstanza semplice e facile da realizzare, mentre se devi progettare tutti i dispositivi......è tutta un'altra storia.

[DaveAgnello93]

Ciao Livio

erroraccio mio nel trascrivere il testo, mi è sfuggito nella revisione prima di mandare la "discussione", vengono i brividi leggendolo .

Ti ringrazio tanto per la risposta! Eh già, devo anche progettare il circuito completo, ma mi hai dato un'ottima base su cui riflettere  

Un abbraccio

[dott.cicala]

Io non la vedo così semplice.

 

La situazione cambia se il circuito è puramente teorico e si possono utilizzare componenti discreti e ideali oppure deve essere qualcosa di reale con qualche probabilità di funzionamento e attuale come tecnologia.

 

Quindi a mio avviso, niente diodi, partitori e comparatori, io non accetterei questa soluzione nel 2016 visto che il mercato offre da decenni componenti specifici capaci di lavorare a svariate decine di GHz per pochi spiccioli e già pronti all'uso. Basta studiarsi i datasheets.

 

Partendo dall'attenuazione, un rapporto 1/4 in tensione equivale a 12dB, come misurare il segnale e rilevarne l'ampiezza?

 

Esiste un bel IC allo scopo,  AD8307  che è un bell'amplificatore logaritmico da 500MHz  e fornisce in uscita un segnale in tensione con uno slope di 25mV/dB.

 

L'ampiezza massima del segnale applicabile è di +17dBm, ben oltre il mV da specifica che a 50ohm corrisponde a 0dBm.

 

Questo sì che può essere seguito da un qualsiasi comparatore ad operazionale con il quale poi implementare anche l'isteresi richiesta, sempre che serva un operazionale

 

Come attenuatore si ha solo l'imbarazzo della scelta fra i vari  MINI-CIRCUIT  ai GAs MMIC Voltage-Variable Attenuator e si otterrebbe quanto serve, compreso il matching con l'impedenza di 50 Ohm.

 

 

 

[DaveAgnello93]

Ciao Stefano

per farti capire la situazione, a lezione l'unica volta (giuro) in cui si è parlato di attenuatore è stato in merito ad un circuito in cui si realizza un partitore con resistenza e un diodo, di cui si fissa il punto di lavoro e quindi diciamo la sua resistenza dinamica, mediante un potenziometro (visibile solo staticamente perché abbiamo inserito un'induttanza) gestito "a mano" dall'utente. Ora invece si richiede che la cosa venga gestita dal circuito stesso in base alla variazione del segnale di ingresso. Inoltre il prof ci ha fornito una raccolta di datasheets che però non vanno oltre a diodi, BJT, qualche DAC e timer (LM555 per esempio).

La mia idea era simile a quella proposta da Livio, che anzicchè usare i relè per indirizzare il segnale verso un circuito di attenuazione o di uscita diretta, usava dei diodi...ma ovviamente siamo ben sotto i livelli di soglia, e non credo esista alcun componente che amplifica un segnale a 100MHz D:

Grazie della risposta

[dott.cicala]

Ah ho capito. Si tratta di un caso puramente teorico, ma se così è non vedo l'utilità dei datasheets.

 

Di componenti che amplificano segnali a 100MHz ne esistono un'infinità...praticamente quasi tutti i bjt per piccoli segnali oltre che fet e mosfet, volendo, esistono anche operazionali che lavorano ben oltre i 100MHz.

 

In un attenuatore a diodi, il segnale è sempre ampiamente al di sotto della tensione di soglia del diodo, il quale viene polarizzato esternamente con un segnale di controllo perché lavori in regione lineare,  se così non fosse, rettificherebbe il segnale.

 

[dott.cicala]

 

[DaveAgnello93]

Perfetto Stefano, ti ringrazio tanto per i tuoi consigli!

Posterò la mia soluzione non appena avrò capito come fare per rispettare le richieste del mio Prof!

Buona Domenica a tutti!