SDR Zweipolmessungen          
    

(Aus dem SDR-Praxisbuch Kap. 7.6) Hier wird der Frequenzgang einer Impedanz gemessen. Die einfache Anschlussschaltung nach Bild 7.11verwendet einen hochohmigen Spannungsteiler mit 1 k und dem Messobjekt. Ein zweiter Spannungsteiler führt zum Empfänger-Eingang. Die Schaltung wurde mit SMD-Widerständen möglichst induktivitätsarm  aufgebaut (Bild 7.12).  Mit dieser einfachen Schaltung kann nicht zwischen Real- und Blindwiderstand unterschieden werden. Gemessen wird die Impedanz in Ohm. Ein gemessener Widerstand von 100 Ω könnte also reell (ein ohmscher Widerstand) oder z.B. ein kapazitiver Blindwiderstand sein.

Bild 7.12: Induktivitätsarmer SMD-Aufbau.

void uac(void)
{
  long uac =0;
  for (int i=0; i <= 200; i++){
    uac = uac+ analogRead(A2);
  }
  if (uac>10000) uac=10000;
  r = uac*600/(14000-uac);
  //   Serial.print (uac);
  //   Serial.print ("  ");
  Serial.println (r);
} 

void loop(void)
{
   for (int i=1; i <= 500; i++){
      int f= i * 50;
      //Serial.print (f); Serial.print ("  ");
      si5351.set_freq(f*100000, SI5351_PLL_FIXED, SI5351_CLK0);
      delay(10);
      si5351.set_freq((f+5)*400000, SI5351_PLL_FIXED, SI5351_CLK1);
      if (i== 1) delay (500);
      delay(10);
      lcd.setCursor(0, 0);
      lcd.print (f);
      lcd.print ("  ");
      delay (19);
      uac();
      d[i] = r;
   }
   while ( (digitalRead(A0) == 1));
     for (int i=1; i <= 500; i++){
       Serial.println (d[i]);
     }
   while ( (digitalRead(A1) == 1));
}
 

Listing 7.3: Auswertung einer Zweipolmessung (Auszüge aus RFplotR)

Die gemessene Spannung wird in den Widerstand des Messobjekts umgerechnet und seriell ausgegeben (Listing 7.3). Zusätzlich wird laufend die aktuelle Frequenz am LCD angezeigt. Der Taster S2 auf dem LCD-Shield startet einen neuen Durchgang. Der gesamte Impedanzverlauf wird in dem Array d[] gespeichert, sodass man auch ohne Verbindung zum PC z.B. direkt am Fußpunkt einer Antenne messen kann. Mit einem Druck auf S1 werden sie gespeicherten Daten dann ausgegeben.

Für eine autonome Messung muss man eine externe Spannungsversorgung anschließen. Außerdem sollte man die Resetleitung des Arduino mit einer Brücke nach +5V blockieren. Wenn das Board nämlich wieder neu an den PC angeschlossen wird und man den Seriellen Plotter startet, versucht dieser, einen Reset auszulösen, der die Daten im RAM löschen würde. Mit der blockierten Reset-Funktion werden die Daten gerettet und können dann mit S1 an den Plotter gesendet werden.

Bild 7.13: Impedanzverlauf mit Serien- und Parallelresonanz.

Das Messergebnis in Bild 7.13 zeigt den Impedanzverlauf an einem Pi-Filter aus zwei Drehkondensatoren und einer Spule. Man sieht hier eine Serienresonanz mit der kleinsten Impedanz bei 7 MHz und eine Parallelresonanz mit einem Maximum der Impedanz bei 11 MHz.

Bild 7.14: Impedanzverlauf einer Schleifenantenne.

Bild 7.14 zeigt den Impedanzverlauf einer behelfsmäßigen Innenantenne. Ein etwa 30 m langer und nur 0,2 mm dicker Kupferlackdraht wurde als möglichst große Schleife an der Wand befestigt und umschließt insgesamt zwei Zimmer (vgl. Kap 4.6). Man sieht eine deutliche Resonanz knapp unter 10 MHz, wie dies für eine Quad-Antenne mit einem Umfang einer ganzen Wellenlänge zu erwarten ist. Im Resonanzpunkt liegt die Impedanz bei etwa 100 Ω. Eine zweite Resonanz ist bei etwa 18 MHz erkennbar. Die Antenne ist mit einer geeigneten Anpassung durch ein Pi-Filter als Amateurfunk-Sendeantenne einsetzbar, zeigt aber leider als Empfangsantenne ein zu hohes Grundrauschen (vgl. Kap. 4.7).