Mengonversi RF ke DC dengan Raspberry Pi: Membangun dan Memecahkan Masalah Detektor Envelop

Menambahkan Detektor Envelop untuk Mengonversi Input RF menjadi Output DC

Saya memasang modul ADC Pi ke header GPIO dan menumpuk modul DDS secara langsung di atasnya, menggunakan spasi pendukung PCB untuk menjaga kedua papan tetap bersama dan melegakan tekanan pada pin GPIO.

Langkah selanjutnya adalah mengubah sinyal RF yang dihasilkan oleh rangkaian uji menjadi tegangan DC yang dapat dibaca ADC Pi. Inilah tempat detektor envelop sederhana berguna.

Detektor envelop klasik terdiri dari hanya tiga komponen: dioda, kapasitor, dan resistor. Input RF (Vi) disalurkan ke detektor, dan output DC (Vo) diambil dari sisi lain. Teorinya, input RF (ditunjukkan dalam biru) seharusnya menghasilkan tegangan DC yang halus (ditunjukkan dalam merah).

Saat saya pertama kali membangun detektor, output hampir rata. Setelah mengukur, saya menemukan tegangan puncak RF dari rangkaian uji hanya sekitar 0,2 V (200 mV). Sinyal kecil inilah yang menjadi penyebab.

Dioda membutuhkan tegangan bias maju untuk menkonduksi. Dioda silikon standar membutuhkan sekitar 0,7 V, sementara dioda germanium membutuhkan sekitar 0,25 V—keduanya lebih tinggi dari puncak 0,2 V yang saya kerjakan. Akibatnya, detektor tidak pernah menyala sepenuhnya, dan output DC tetap di dekat nol.

Untuk mengatasi ini, Anda dapat menggunakan dioda Schottky dengan tegangan maju lebih rendah, menambahkan tahap pre-amplifier kecil, atau meningkatkan daya sumber RF. Dengan komponen yang tepat, detektor envelop berbasis Raspberry Pi dapat secara andal menerjemahkan sinyal RF menjadi tegangan DC yang dapat dibaca untuk pencatatan data.

Untuk lebih banyak detail, lihat A Slice of Raspberry Pi.