Analizator NA200

[SP5FCS]

Od jakiego czasu nosiłem się z zamiarem wykonania NWT200. Jako, że chciałem mieć analizator na druku fabrycznym postanowiłem zrobić podkład i przerysować go w Sprint Layout. Po dokładniejszym zapoznaniu się z oryginalnym projektem zrezygnowałem z tego pomysłu ponieważ sam projekt druku jest "marny" oraz dodatkowo należałoby na nim wykonać kilka modyfikacji np. USB, rozdzielić masy cyfrowe od sond, itd.

Optymalnym rozwiązaniem okazało się zaprojektowanie własnej wersji druku z uwzględnieniem koniecznych modyfikacji i nowych propozycji. Tak powstał analizator NA200 który jest klonem analizatora NWT200 ("prawie" ten sam schemat i dokładnie ten sam program na PIC-a).
Ostateczny kształt przyrządu powstał po wielu godzinach dyskusji z Januszem SP5BMP co pozwoliło nam dopracować szczegóły kilku modyfikacji. Jedną z sugestii Janusza było zasilanie wzmacniacza z +12V oraz uniwersalne pole pod wzmacniacze w różnych obudowach.

Zaproponowałem nazwę NA200 aby odróżnić to rozwiązanie od innych wersji NWT200 podczas opisywania pomiarów i dyskusji.

Zmiany w stosunku do NWT200:
1/ Nowy, przemyślany projekt druku, starałem się rozmieścić na druku poszczególne moduły tak aby zminimalizować ich wzajemne oddziaływanie.
2/ PIC w wersji przewlekanej, ułatwienie przy budowie i uruchomieniu.
3/ interfejs USB, FT232RL zasilany z PC-a, galwanicznie odizolowany od analizatora.
4/ Dwie sondy na płytce analizatora AD8307 i AD8310
5/ Możliwość instalacji innych sond na "balkonikach" nad podstawowymi sondami.
6/ Opcjonalny moduł wyjściowy instalowany nad tłumikami.
7/ Złącza SMA
8/ Klasyczne stabilizatory w układzie zasilania.
9/ Odmaskowane linie do przylutowania ekranów.
10/ Zasilanie wyjściowego wzmacniacza z +12V.
11/ Możliwość montażu w tłumiku przekaźników na 12V.
12/ Szerokość druku pod obudowę aluminiową na dyski 3,5 cala (taka jak na zdjęciu).
13/ Zasilanie +12V stabilizowane (wzmacniacz wyjściowy)
14/ Rozdzielone masy wzmacniacza i sond pomiarowych.
15/ "Podniesiona" masa sond pomiarowych w stosunku do masy całego analizatora.

Uzbierało się tego trochę co utwierdza mnie w przekonaniu że warto było przebudować ten projekt.
Przy instalacji modułu górnej sondy "na balkoniku" dolna sonda jest odłączana od procesora co daje nam możliwość stosowania różnych sond w różnych konfiguracjach. W tej chwili są dwa dodatkowe moduły pod AD8307 i AD8310. Jeśli jest potrzebna sonda liniowa wykonujemy ją w tym samym formacie i stawiamy na "balkonik".

W załącznikach kilka zdjęć analizatora podczas składania i uruchamiania.

[SP5FCS]

Jak to najczęściej bywa przy prototypach na druku trzeba zrobić kilka drobnych poprawek. Analizator działa poprawnie w całym zakresie od 50kHz do 200MHz, obie sondy działają, z USB i izolacją na ADUM1201 też nie ma problemu.

Na zdjęciach to co udało się "wycisnąć" z tego analizatora dla sond: AD8307 i AD8310 (oryginalne z Analoga). Większość parametrów jest bardzo dobra, może warto jeszcze posiedzieć nad zmniejszeniem poziomu drugiej harmonicznej.

[SP4HKQ]

Mój NA150 (pasmo 150 MHz bo taki posiadałem fabryczny filtr Coilcrafta) już działa. Do dokończenia zostały ekrany na modułach, oraz wykonanie sondy liniowej. Ale już teraz wyniki są więcej niż bardzo dobre. Wzmacniacz na SGA7489 pracuje z prądem 140 mA. ( 5x220 Om 0.7W a i tak się nieźle grzeją) Poziom sygnału na wyjściu +10 dBm. Przed i za wzmacniaczem znajdują się stałe tłumiki 3dB. Urządzenie pobiera 310 mA z 12V zasilacza ( gdy załączone przekaźniki tłumików ok 400mA). Stabilizator liniowy 7805 dosyć mocno się grzeje. Wymagane było skuteczne odprowadzenie ciepła na ściankę tylną przez miedziany łącznik. Zastosowanie metalowej tylnej ścianki wiązało się z odizolowaniem za pomocą rurki termokurczliwej gniazda USB.
Pierwsze próby NA były robione z wzmacniaczem pracującym z prądem 90 mA. Odstęp pomiędzy 2 harmoniczną a sygnałem zasadniczym wynosił ok 39 dB. Gdy zwiększyłem prąd wzmacniacza ten odstęp wzrósł do ok 50 dB, ale pojawiła się 3 harmoniczna. W załączeniu wykresy obrazujące tę sytuację. Wzrost częstotliwości pogarsza ten stosunek.
Uzyskałem praktyczne równą charakterystykę w całym zakresie pracy mego NA150 i maksymalną dynamikę ok 87dB. Myślę że po wykonaniu wszystkich ekranów powinno być lepiej.
Zastosowanie dobrych gniazd, wtyków i przewodów pozwala uzyskać dobrą dynamikę pomiarową prawie 80 dB (gdy przez takie przewody podłączone do urządzenia dokonujemy pomiarów).
Podziękowania dla Adama za wykonanie projektu PCB.

[SQ4AVS]

Polecam przeczytać wątek z tej strony i następnej http://sp-hm.pl/thread-259-page-2.html?h...=marianie. Kolega Marian SP9MQH pokazał tam pomiary w których poziom drugiej i trzeciej harmonicznej z NWT jest na poziomie prawie -70dB z użyciem DDS-ów z 10 bitowym CA. O ile mnie pamięć nie zawodzi to z rozmów z Nim wynikało, że zastosowany wzmacniacz jest tego typu co podany w załączniku. Zbliżony odstęp od harmonicznych uzyskiwałem z układem ERA5 ale montowanym przed AD8307 kosztem parę dB mniejszej dynamiki spowodowanej szumami wzmacniacza i odmiennym jego włączeniem w układ.

[SP5FCS]

Uważny czytelnik z łatwością zauważy na podstawie zdjęć, że miernik ma możliwości konfiguracji sprzętowej według indywidualnych potrzeb pomiarowych. Jeśli potrzebna jest nam sonda liniowa lub sonda ze wzmacniaczem przed detektorem to projektujemy sobie taki moduł sondy i wkładamy do NA200 na "balkonik". Na jednym ze zdjęć widzimy NA200 z czterema sondami (aktywne są dwie górne).

To samo dotyczy wzmacniacza wyjściowego. Na płytce znajdują się złącza pozwalające umieścić nad przekaźnikami moduł z innym wzmacniaczem sygnału wyjściowego. Jeśli ktoś chce oraz umie zbudować i uruchomić przeciwsobny wzmacniacz Nortona chodzący do 200MHz to ma taką możliwość.

Nikogo nie namawiam do budowania tego miernika czy wzorowania się na nim. Różnych wersji NWT w sieci jest pełno i każdy wybierze ten który mu najbardziej odpowiada. Miernik powstał na potrzeby członków Grupy Husar aby ujednolicić bazę pomiarową i obecne jego możliwości spełniają nasze oczekiwania.

[SQ4AVS]

Adamie konstrukcja jest bez wątpienia bardzo fajna i widać efekty spędzonego nad nią czasu. Zdzisław napisał o swoich doświadczeniach a ponieważ wiedziałem, że Marian już pisał o rozwiązaniu tego problemu to podrzuciłem linka. Wszystko jest kwestią wyboru ja u siebie straciłem parę dB dynamiki za to mam praktycznie bez harmonicznych bo wyjście DAC-a (czyli akurat w tym zakresie sporo zyskałem), z drugiej strony nie jest problemem stracić dynamikę np. na złych przewodach czy źle położonych masach jak sam zauważyłeś. Sam skończyłem jakąś tam swoją wersję NWT miałem jednak nieco odmienne założenia, przede wszystkim ma to wykonać każdy początkujący w związku z tym wykorzystałem moduł na AD9850 z ebay-a po przeróbkach i dla mniej wprawnych bez modyfikacji za to z dodatkowym trafem do transformacji impedancji w dół oraz wymiennie na AD9951 co narzuciło budowę modułową ale dało prostą możliwość upgradu układu w przyszłości. W układzie tym nie miało być żadnych "gęstych" scalaków poza wersją do 200MHz (AD9951) do lutowania. Interfejs usb-rs ttl z ebaya tak by nie trzeba było lutować "gęstego" FT232. Tu miałem nieco problemów do wyboru było kilka scalaków, ft232 przejściówki drogie za to sprawdzone i wykrywane przez windows, pl2303 z ebaya chińska podróbka profilica mam z nią za swoje stwarza problemy typu potrzeba czasami zachować kolejność włączania urządzeń, tania -odpada, ch340 tania trzeba doinstalowywać sterowniki, chodzi bezbłędnie ale tam gdzie układ nie przesyła dużej ilości danych, przy dużej ilości danych stwarza problemy, cp2102 z silabsem koszt około 2,5 usd trzeba doinstalowywać sterowniki ale o niebo trudniej zawiesić port usb niż w ft232 (sprawdzone w testach) i to jest to, rada Marka SP4ELF (dzięki !). W prawie każdej wersji zastosowałem transformator przeciwsobny redukujący część zakłóceń w widmie. Moduł sondy pomiarowej zewnętrzny w "puszeczce" przez co masy oddzielone i ekranowany i żadnych innych ekranów bo nie lubię mechaniki (dzięki takiej a nie innej konstrukcji udało się je wyeliminować bez wpływu na dynamikę przyrządu), dodatkowo sonda liniowa i wysokoimpedancyjna opcjonalnie z izolacją galwaniczną do lampówki (i parę innych elementów na płytce z tym związanych). Płytki będą w AVT, Kolega DL4JAL udzielił zgody wykorzystywany jest oczywiście jego software i firmware. Fotka robocza w załączniku. W przygotowaniu bardzo prosty analizator widma z bardzo prostą konstrukcją i w niskiej cenie ale to kwestia najbliższego czasu, oczywiście niestrojony i tylko jedna przemiana w górę.

[SP5CGI]

Mój NA200 działa już od pewnego czasu. Może jeszcze wyjdą jakieś sprawy regulacyjne, ale na dzień dzisiejszy miernik działa poprawnie.

---

Jeszcze trochę pomiarów. Są to pomiary BPF pracujących w HUSARKU.Jak widać trzeba jeszcze powalczyć z harmonicznymi.

[SP5CGI]

Zgodnie z sugestią Zdzisława SP4HKQ , zmieniłem prąd wzmacniacza do 140 mA.
Efekty widać na załącznikach. Pomiary filtrów przed i po zmianie prądu. Druga i trzecia harmoniczna zmalały o ok.8-10 dB, ale zaczęła pojawiać się piąta harmoniczna.

[SP5AQT]

Witam
Zamieszczam wykres obwodów które stosuję do HUSARKA . Pomiaru dokonałem przykładowo dla 7MHz dzisiaj. Ja nie wiem skąd u Ciebie biorą się te garby z przodu .
VY73! Roman SP5AQT
  out7.pdf (Rozmiar: 18.16 KB / Pobrań: 1505)
  out ROZWARTY.pdf (Rozmiar: 16.93 KB / Pobrań: 1219)
  out ZWARTY.pdf (Rozmiar: 17.03 KB / Pobrań: 1193)

[SP4HKQ]

Romku filtry Maćka są bardziej strome niż twoje. Filtr Maćka na 7 MHz ma dla 3.5 MHz (gdyby nie było garbu) tłumienie 61-63 dB, natomiast u ciebie 40 dB. Twój filtr na Maćka NA200 też nie miał by żadnych garbów. Romku jak chcesz sprawdzić jaki twój NWT ma poziom 2 harmonicznej zmierz filtr kwarcowy tak aby była na wykresie widoczna częstotliwość 2x mniejsza niż częstotliwość filtru. Garby to efekt występowania w sygnale wyjściowym NWT częstotliwości harmonicznych.