RF zu DC mit Raspberry Pi wandeln: Hüllkurvendetektor bauen & troubleshooten

Hüllkurvendetektor zur Umwandlung von RF-Eingang in DC-Ausgang

Ich montierte das ADC Pi Modul auf den GPIO-Header und stapelte das DDS Modul direkt darüber, wobei PCB-Abstandshalter die beiden Boards zusammenhielten und die GPIO-Pins entlasteten.

Der nächste Schritt war, das RF-Signal der Testschaltung in eine DC-Spannung umzuwandeln, die der ADC Pi lesen kann. Hier kommt ein simpler Hüllkurvendetektor (Envelope Detector) ins Spiel.

Ein klassischer Hüllkurvendetektor besteht aus nur drei Bauteilen: einer Diode, einem Kondensator und einem Widerstand. Der RF-Eingang (Vi) wird in den Detektor eingespeist, der DC-Ausgang (Vo) wird auf der anderen Seite abgenommen. Theoretisch sollte der Eingangs-RF (blau) eine glatte DC-Spannung (rot) erzeugen.

Beim ersten Aufbau war die Ausgabe nahezu flach. Nach Messungen stellte ich fest, dass die Spitzen-RF-Spannung der Testschaltung nur etwa 0,2 V (200 mV) betrug. Dieses winzige Signal war der Grund.

Dioden benötigen eine Vorwärtsspannung, um zu leiten. Eine Standard-Siliziumdiode braucht ca. 0,7 V, eine Germaniumdiode ca. 0,25 V – beide höher als die 0,2 V Spitze, mit der ich arbeitete. Folglich schaltete der Detektor nie vollständig durch, und der DC-Ausgang blieb nahe Null.

Um dies zu überwinden, können Sie entweder eine Schottky-Diode mit niedrigerer Durchlassspannung verwenden, eine kleine Vorverstärkerstufe hinzufügen oder die RF-Quellenleistung erhöhen. Mit den richtigen Bauteilen kann ein Raspberry Pi-basierter Hüllkurvendetektor RF-Signale zuverlässig in auslesbare DC-Spannungen für Datenlogging übersetzen.

Für weitere Details siehe A Slice of Raspberry Pi.