【部品】AD8307A Log Power-Meter Chip

【AD8307Aを使った対数圧縮型パワーメータ】

 【QRP-Power Meter】
　暫く前からAD8307Aと言うICが売られています。　入力信号の大きさに対して出力の大きさは対数的に変化する、一種のLogアンプのICです。　入力信号は高周波(RF)電圧が想定されています。直流の電流や電圧が対象ではありません。　従って昔からあるようなトランジスタのベース電流：Ibとベース・エミッタ間電圧：Vbeの指数特性を利用した対数アンプとは異なるものです。

　出力は入力されたRF電圧の大きさに対数で（Logで）比例した直流電圧として得られます。　簡単に言えば、出力端子には入力された高周波電圧に従った直流電圧が得られる訳です。その直流電圧は、RF電圧の大きさに比例するのではなく、対数で比例します。

　活用法の一例としてAD8307Aを上手に使ってパワー計を作ると：（１）ごく小さなパワーが高感度で測定できる。（２）大きなパワーでも振り切れにくい。・・・と言った特徴を持ったRF電力の測定器が作れます。

　写真の左側は私がAD8307ANを使って製作したパワーメータです。80dBフルスケールのほか10dB、25dB、50dBフルスケールで測定でき、さらに任意の電力レベルでオフセットが掛けられその部分を細かく読めるようになっています。
　また、右のコンパクトなものはJR1ING菊川さん（2008年6月 Silent Key）がAD8307ARを使って製作されたものです。　コンパクトなワンレンジで製作され小型ながら拘りを持った作品です。これは故人の形見として頂いた宝物です。

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　AD8307Aを使った製作は一時期かなり流行りましたが最近は見ないようです。ICチップが比較的高価なのと、製作したRFパワー計なりRF電圧計がLog目盛り（デジベル単位）では直感的ではなくて使いにくいからではないでしょうか？　しかし、RFや電子回路のベテランでしたらdBの扱いには精通しているでしょうから、直接dBで数値が得られるのはかえってFBだとも言えます。

　最近になって大陸方面から面実装タイプのAD8307A(R)が安価に手に入ったとのことで、テストのご要望がありました。　そこで以前製作した自作品に装着して試してみました。　結論から言いますと「正常に使える」ようです。　かなり安価だったそうですが、FBではないでしょうか。用途は限定されそうですが有効活用されることを期待しています。

 【自作品の中身】
　自作測定器の基板を見たからと言ってさして役立つとは思えませんが、このようになっています。（笑）　基板外にレンジスイッチやオフセットのポテンショメータ、指示メータなどが付いています。

　肝心のAD8307Aは基板の左端に実装しています。　500MHzまで性能を発揮させるのでしたら、ICソケットなど使わず直接最短距離で入力コネクタに直結すべきです。　ここではそこまでの周波数特性は追求せず100MHzあたりが目標です。　金メッキされた小型コネクタの裏面にチップ型の終端用抵抗器などが最短距離で実装され周波数特性の劣化を最小限に抑えるようにしています。　AD8307Aを出た信号は単なるDC電圧ですから高周波の配慮は必要ありません。

【参考回路図】
　まったく回路図がないと寂しいので、便宜的に載せましたが詳細は掲載誌の記事をご覧になって下さい。
　部品定数はもちろんですが、調整方法についても順を追って説明されています。回路図だけがあっても作れるものではないので部品定数は省いています。

　但しこれ単独で製作をお奨めするようなものではありません。　もともと、RF発振器とセットで使い水晶振動子の精密な周波数特性や、（自作）クリスタル・フィルタの特性を観察するために製作したものです。

　スイープ・オシレータやオシロスコープなどとセットで使いますと、縦軸dB目盛りで管面に周波数特性を描かせることができます。　詳細は雑誌記事でご参照下さい。　雑誌のバックナンバーは、古書、図書館、JARL資料室、出版社のコピーサービスを使うなどの購読方法があります。（掲載誌：CQ Hamradio 2006年4月号pp124〜129）

【AD8307AN】
　AD8307ANの部分を拡大してみました。　拡大して見たからと言って特に意味はありませんが、次の写真を説明する都合で掲載しています。

　AD8307Aは周波数の上昇とともに感度誤差が大きくなって行きますが、カタログスペックによればおおよそ500MHzまで実用になります。

　本格的に性能を発揮させるためには、ICソケットなど使用せず専用基板を起こして50Ωに設計されたストリップラインのパターンに50Ωの終端抵抗とともに直付けすべきでしょう。　そのようにして初めてカタログの性能が実現できます。

【AD8307AR】
　写真はテストを依頼されたAD8307ARです。これは表面実装タイプです。

　通販で中国から安価に手に入ったのだそうです。　最近はそのようにして電子部品を調達するお方が増えてきました。　しかし、まがい物（フェイク）も多いらしく、高周波用のパワートランジスタではほぼ全滅だったと言うようなお話も聞きました。

　このAD8307Aもかなり安価だったそうです。それだけに「印刷だけの偽物」の可能性も否定できません。　誰かテストして欲しいと言うご要望はごもっともでしょう。

　ここでは、容易に比較テストを行なう目的で変換基板に載せています。　対象物の中身が間違いなくAD8307Aであることを確認できれば良いのでこのようにしました。　10MHzあたりで比較テストを行なうつもりですが、その周波数なら変換基板に実装してもまず問題はないと思います。ICチップの真偽くらいなら正しく判定できるでしょう。

【10MHz・0dBmでテスト】
　自作のLog Power-MeterにRF信号発生器・レベルジェネレータから0dBm（50Ω）の高周波電力を加えてみました。　周波数は取りあえず10MHzです。　周波数特性を追求しても変換基板への実装ではあまり好結果は望めません。従って周波数特性の追求は程々にしておきます。

　ソケットからAD8307ANを取外し、AD8307AR（被検査品）に載せ換えてメータを読んでみました。　写真のように少しのズレもなく0dBmピッタリを示しました。

　これだけでは不安なので、10dB刻みに信号を変化させてメーターの読みを確認しました。　ローレベルの領域で正しく測定するためには、チップ個々のバラツキを補正するためのオフセット調整が必要です。　従って単純に交換しただけの未調整のままでは誤差が大きくなりました。　しかし、-50dBmくらいまでなら目盛りと良く一致していましたので評価対象のチップは正常に動作していると思って良いでしょう。　それ以下のローレベルでは個別チップごとに調整が必要なので、精度が悪くなっても異常ではありません。

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　QRPPerでもせいぜい1mWまででしょうから、このパワー計の単独では高感度すぎます。　QRPerが精密にLow-Powerを測定するには悪くないパワー計かも知れません。但し、そのためには10dBの固定減衰器（アッテネータ）を何個か用意しておく必要があると思います。他に-20dBカプラもあったら便利です。-20dBカプラは容易に自作できます。　校正次第ではありますが、良いアッテネータを手に入れておけば良い精度でQRPppなパワーでオンエアする際の助けになるでしょう。　他にはIF-Ampの出力部に置き、AD8307Aの出力をAGC電圧として取出しIF-Ampの出力がLogで比例するように制御を行なう・・などの考えもありそうです。　まあ、そんな所が思いつく用途ではないかと思います。ではまた。　de JA9TTT/1

（おわり）fm