Convertendo RF em DC com Raspberry Pi: Construindo e Solucionando Problemas de um Detector de Envelope

Adicionando um Detector de Envelope para Converter Entrada RF em Saída DC

Anexei o módulo ADC Pi ao header GPIO e empilhei o módulo DDS diretamente por cima, usando espaçadores de suporte PCB para manter as duas placas juntas e aliviar a tensão nos pinos GPIO.

O próximo passo foi transformar o sinal RF produzido pelo circuito sob teste em uma tensão DC que o ADC Pi pudesse ler. É aqui que entra um detector de envelope simples.

Um detector de envelope clássico consiste em apenas três componentes: um diodo, um capacitor e um resistor. A entrada RF (Vi) é alimentada no detector, e a saída DC (Vo) é tomada do outro lado. Em teoria, a entrada RF (mostrada em azul) deve produzir uma tensão DC suave (mostrada em vermelho).

Quando construí o detector pela primeira vez, a saída era quase plana. Após medir, descobri que a tensão de pico RF do circuito de teste era de apenas cerca de 0.2 V (200 mV). Esse sinal minúsculo era o culpado.

Diodos requerem uma tensão de polarização direta para conduzir. Um diodo de silício padrão precisa de aproximadamente 0.7 V, enquanto um diodo de germânio precisa de cerca de 0.25 V – ambos maiores que o pico de 0.2 V com o qual eu estava trabalhando. Consequentemente, o detector nunca ligou completamente, e a saída DC permaneceu próxima de zero.

Para superar isso, você pode usar um diodo Schottky com tensão direta mais baixa, adicionar um pequeno estágio de pré-amplificador ou aumentar a potência da fonte RF. Com os componentes certos, um detector de envelope baseado em Raspberry Pi pode traduzir confiavelmente sinais RF em tensões DC legíveis para registro de dados.

Para mais detalhes, veja A Slice of Raspberry Pi.