Odpowiedz 
 
Ocena wątku:
  • 2 Głosów - 1 Średnio
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Analizator wektorowy NA02
SP3GO Offline
Rafał
**

Liczba postów: 67
Dołączył: 15-04-2015
Post: #61
RE: Analizator wektorowy NA02
Witaj Leszku!

Tak tylko spytam z czystej swojej ciekawości...
Na czym polega u Ciebie procedura kalibracji miernika przy porcie otwartym?
Czy na pełną procedurę kalibracji numerycznej Short-Open-Load brakuje po prostu miejsca w procesorze? (albo miejsca na zebrane dane kalibracyjne)

Nie raz już się sam przekonałem jakie cuda potrafi zdziałać wektorowa korekcja błędów, więc dla obecnych i przyszłych konstruktorów tego urządzenia Twojego pomysłu, byłoby szkoda, aby to pominąć. Tym bardziej, że sporo solidnej pracy włożyłeś w projekt tego miernika.
No chyba, że się nie da - tak też bywa - już niezależnie od przyczyn Wink
Albo obecna procedura jest równie efektywna co SOL.

Nawiasem mówiąc dla miernika 2-portowego, to już powinna być nawet bardziej złożona procedura kalibracji: Short-Open-Load-Through (SOLT) Wink

I drugie pytanie poboczne: jak sobie poradziłeś z identyfikacją znaku reaktancji?
Jak wiemy AD8302 ma z tym kłopot, a czytałem już gdzieś w innym wątku pomysł z drobną zmianą częstotliwości i decyzją o znaku na podstawie zachowania się impedancji przy tej małej zmianie (problem jednak pozostaje w okolicach rezonansów). Ciekaw więc jestem jak to u Ciebie wygląda, a skoro wykres Smith'a jest pełnym kołem (a nie jego tylko górną lub tylko dolną połówką), to pewnie jakoś to rozwiązałeś Smile

Z góry dzięki za dzielenie się wiedzą! (tu i w innych wątkach Wink

Pozdrawiam,
Rafał SP3GO


Przepraszam - jednak pomyliłem i to w TYM wątku opisujesz już jak radzisz sobie ze znakiem reaktancji, więc drugie pytanie już nieaktualne Wink
Sporo czytania, więc się pogubiłem - więc dla podobnie zagubionych link ;-)

http://sp-hm.pl/thread-2610-post-29923.html#pid29923

Pierwsze pytanie ciągle podtrzymuję...


Pozdrawiam,
Rafał SP3GO
(Ten post był ostatnio modyfikowany: 04-01-2017 11:57 przez SP3GO.)
04-01-2017 11:14
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
SP6FRE Offline
Leszek
****

Liczba postów: 427
Dołączył: 20-09-2009
Post: #62
RE: Analizator wektorowy NA02
Witam!
W uzupełnieniu poprzedniej informacji o korekcie software dodam, że ze względu na zmianę napięcia odniesienia przetwornika A/C na źródło wewnętrzne procesora 2.56V należy usunąć kros pomiędzy pinem 32 procesora (VREF) a układem AD8302, a do pin-a 32 należy dołączyć kondensator 10uF.
Dziś miałem czas aby dorobić przystawkę do pomiaru SWR i potwierdziłem, że ten pomiar, jak i inne działają z poprawionym oprogramowaniem i układem elektrycznym.

A co do pomiaru wektorowego, to faktycznie, stosuję metodę porównania kierunku zmiany impedancji w stosunku do kierunku zmiany częstotliwości. Ta metoda nie jest idealna ale świadomy operator jest w stanie dobrać zakres pomiarowy aby ustalić interesujące go szczegóły z rezonansem włącznie.
Kalibracja systemu do pomiaru wektorowego odbywa się przy porcie otwartym przez dobór kąta korekty dla modułu gamma przed ostatecznym wyliczeniem wartości impedancji oraz wyrysowaniem wyniku. Punkt na wykresie Smitha wyznacza względem środka okręgu wektor gamma pochylony względem osi poziomej o pewien kąt. Obie wartości (moduł wektora i kąt pochylenia) dostarcza układ AD8302 ale na dwóch zbudowanych przeze mnie układach NA02 dało się od razu zauważyć, że rozrzut pomiarowy tych wartości jest zauważalny i w moim przekonaniu zależy głównie od egzemplarza układu AD8302. Znacznie mniejszy wpływ ma na przykład na ustawienia domyślne konstrukcja sprzęgacza. Stąd pomysł aby do pomiaru kąta wektora gamma wprowadzić kąt korekty o takiej wartości, że dla rozwartego wejścia wyliczenia dają wynik zbliżony do ideału a więc nieskończoną impedancję (punkt leżący na osi poziomej na przecięciu z prawej strony z okręgiem). Dobór tego kąta możliwy jest za pomocą opisanej procedury z klawiszami i pamiętany jest później podczas innych pomiarów.
Okazuje się, że korekta dla otwartego wejścia jest najbardziej efektywną (bardziej skuteczną dla podobnej procedury dla zwartego wejścia) i nie wprowadza zauważalnego pogorszenia dokładności pomiaru, którą w NA02 można określić (tu szacuję bez szczegółowych wyliczeń ale z pewnym nadmiarem) jako nie gorszą niż 10%. NA02 nie ma ambicji miernika laboratoryjnego przedkładając łatwość użycia, uniwersalność i mobilność nad absolutną precyzję. Stąd też zadawala się ekranem 64/128 pixel-i a kalibrację transmisyjną (wejście-wyjście) wykonuje się oddzielnie podczas pomiarów charakterystyk częstotliwościowych dotyczących charakterystyk przenoszenia i SWR a także dobroci obwodów LC i kwarców. Dla przypomnienia, NA02 mierzy charakterystyki transmisyjne i SWR (skalarnie) w funkcji częstotliwości, mierzy moc, częstotliwość, dobroć i parametry układów LC i kwarców, jest prostym analizatorem widma oraz ostatnio mierzy także impedancję zespoloną (wektorowo).
Dostrzegam niewielką potrzebę jakiejś korekty dla zwartego wejścia ale nie ogranicza mnie tu pojemność procesora (na razie program ma rozmiar ok. 60% z 64k dostępnej pamięci) a raczej sposób wykonania tej korekty bo zabrakło mi kombinacji klawiszy do jej wykonania.
L.J.
(Ten post był ostatnio modyfikowany: 04-01-2017 23:21 przez SP6FRE.)
04-01-2017 23:21
Odwiedź stronę użytkownika Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
SP3GO Offline
Rafał
**

Liczba postów: 67
Dołączył: 15-04-2015
Post: #63
RE: Analizator wektorowy NA02
Dziękuję Leszku za szczegółową odpowiedź!

(04-01-2017 23:21)SP6FRE napisał(a):  A co do pomiaru wektorowego, to faktycznie, stosuję metodę porównania kierunku zmiany impedancji w stosunku do kierunku zmiany częstotliwości. Ta metoda nie jest idealna ale świadomy operator jest w stanie dobrać zakres pomiarowy aby ustalić interesujące go szczegóły z rezonansem włącznie.

Słusznie. Sposób bardzo sprytny i chyba jeszcze nikt nie wymyślił innego w przypadku korzystania z AD8302. No jest jeszcze ten sposób z przesunięciem odczytu fazy na charakterystyce AD8302, ale ze względu na konieczność dodatkowych elementów aktywnych w torze pomiarowym - jakoś mnie on nie przekonuje... Wink

(04-01-2017 23:21)SP6FRE napisał(a):  Kalibracja systemu do pomiaru wektorowego odbywa się przy porcie otwartym przez dobór kąta korekty dla modułu gamma przed ostatecznym wyliczeniem wartości impedancji oraz wyrysowaniem wyniku.
[...]
Stąd pomysł aby do pomiaru kąta wektora gamma wprowadzić kąt korekty o takiej wartości, że dla rozwartego wejścia wyliczenia dają wynik zbliżony do ideału a więc nieskończoną impedancję

No tylko, że to jest niestety tylko korekta jednego z wielu możliwych źródeł błędów pomiaru - korekta kąta fazy.
W przypadku pomiaru 1-portowego mamy aż 3 wektorowe (a więc aż 6 takich elementów w rodzaju "korekta kąta fazy") czynniki błędów pomiarów.
W przypadku pomiaru 2-portowego - jest już 6 wektorów (12 czynników).

(04-01-2017 23:21)SP6FRE napisał(a):  NA02 nie ma ambicji miernika laboratoryjnego przedkładając łatwość użycia, uniwersalność i mobilność nad absolutną precyzję.
[...]
Dostrzegam niewielką potrzebę jakiejś korekty dla zwartego wejścia ale nie ogranicza mnie tu pojemność procesora (na razie program ma rozmiar ok. 60% z 64k dostępnej pamięci) a raczej sposób wykonania tej korekty bo zabrakło mi kombinacji klawiszy do jej wykonania.

Przepraszam, jeśli zostałem źle zrozumiany - nie chodziło mi tutaj o ambicje miernika, lecz o to, że jeśli tylko pozwala na to pojemność procesora, to warto (powiem więcej - koniecznie trzeba! Smile wprowadzić pełną kalibrację SOL - choćby dla 1 portu (bo pełna procedura kalibracji dla 2 portów mogła by się już nie zmieścić w procesorze).
Taka kalibracja potrafi zdziałać cuda nawet przy marnie wykonanym sprzęgaczu i bardzo długich przewodach pomiarowych Big Grin
Co więcej - wystarczy do niej tylko jeden przycisk Smile

Wyświetlasz napis "SHORT" i czekasz na naciśnięcie przycisku.
Kiedy operator założy "zworę" na port i naciska przycisk, zbierasz pomiary kalibracyjne i wyświetlasz "OPEN", potem znów czekasz na przycisk (nawet ten sam! Smile
Kiedy operator zostawi port otwarty i naciska przycisk, zbierasz pomiary kalibracyjne i wyświetlasz "LOAD", potem znów czekasz na przycisk (znów ten sam! Smile
Kiedy operator założy 50R na port i naciska przycisk, zbierasz pomiary kalibracyjne i krótko wyświetlasz "Calibration completed" Big Grin
Koniec.
A efekty uwzględnienia takich pomiarów kalibracyjnych w obliczeniach zespolonej Gammy są powalające!

Wszystko pięknie opisane w dokumencie, który jest dla mnie kwintesencją kalibracji wszelkich VNA Smile


.pdf  Network_Analyzer_Error_Models_and_Calibration_Methods.pdf (Rozmiar: 426.19 KB / Pobrań: 34)

Pozdrawiam,
Rafał SP3GO
05-01-2017 12:29
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
SP6FRE Offline
Leszek
****

Liczba postów: 427
Dołączył: 20-09-2009
Post: #64
RE: Analizator wektorowy NA02
Witam!
Dziękuję Rafale za link do tego dokumentu. To faktycznie wyczerpująca analiza kalibracji miernika tego typu. No, niestety, wymaga nieco gimnastyki myślowej i spróbuję się przymierzyć do całości w wolniejszej chwili. Analiza jednoportowa jest największym uproszczeniem innych analiz więc mam nadzieję, że po zrozumieniu tej części reszta będzie łatwiejsza ;-)

Jak pisałem, chodzi mi po głowie drugi krok kalibracyjny - dla zwartego wejścia ale jeśli w końcu doprowadzę do wykonania tej funkcjonalności to zapewne zrobię korektę pomiaru, podobnie, w najprostszy sposób przez prymitywne sumowanie nieporządanych składników z zanegowanym znakiem - prawdopodobnie już po przeliczeniach czyli na poziomie impedancji wynikowej. Wtedy ocenię też czy można na takiej metodzie poprzestać czy też konieczna jest metoda bardziej "akademicka". Na razie wydaje mi się, że korekta przy otwartym wejściu jest wystarczająca dla wymagań pomiarowych dla miernika tej klasy.
Żartując na temat "ambicji miernika" mam na myśli dopasowanie go do potrzeb użytkownika, bez zbędnego balastu teoretycznego oraz działanie z dokładnością na poziomie wystarczającym w większości przypadków. Choćby pomiar rezonansu kwarców dobieranych do filtra nie wymaga dokładności absolutnej ale w granicach, które miernik NA01/2 spełnia z nadmiarem. Podobnie jest w innych przypadkach bo może nie jest ważne czy SWR anteny ma wartość 1.5 czy 1.7 ale może bardziej istotne jest pokazanie jak wygląda charakterystyka anteny w paśmie. Nawiasem mówiąc, dokładność pomiaru o jakiej pisałem (<10%) w rzeczywistości jest na poziomie pojedynczych procent w zależności od rodzaju pomiaru a na przykład pomiar częstotliwości jest rzędu 10-6.

Ponieważ pojawiło się kilka pytań o płytki do NA02 to informuję, że jak w końcu dotrą to będą mnie kosztować ok. 25PLN/szt. Łącznie z płytką klawiszy (która była robiona w Polsce i jest w sposób oczywisty droższa na 1cm2) koszt kompletu nie powinien przekroczyć 35PLN. Informuję także, że mogę odstąpić również pasujący do miernika wyświetlacz w cenie 39PLN. Oczywiście, trzeba brać pod uwagę koszt przesyłki (10-12PLN) a także niewielkie ryzyko, że przesyłka zostanie objęta opłatą celną. Płytki zaoferuję dopiero jak zmontuję pierwszą z nich i uznam, że są tego warte.
L.J.
05-01-2017 20:36
Odwiedź stronę użytkownika Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
SQ7HJB Offline
Początkujący
**

Liczba postów: 67
Dołączył: 29-07-2013
Post: #65
RE: Analizator wektorowy NA02
Atmega644p TQFP44 w przejściówce też pracuje prawidłowo w NA-02.
İmage
05-01-2017 22:26
Odwiedź stronę użytkownika Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
Odpowiedz 


Skocz do:


Użytkownicy przeglądający ten wątek: 1 gości