Odpowiedz 
 
Ocena wątku:
  • 0 Głosów - 0 Średnio
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
U-VNA - nadeszła nowa era! :-)
SP3GO Offline
Rafał
***

Liczba postów: 122
Dołączył: 15-04-2015
Post: #11
RE: U-VNA - nadeszła nowa era! :-)
Wydaje mi się, że kiepski pomysł z tymi przekaźnikami. Chcesz nimi machać 2000 razy (bo tyle np. będzie punktów na przebieg) przy każdej zmianie częstotliwości dla jednego przebiegu od np. 2 do 30MHz?
A poza tym, próbowałeś wyprowadzić wzory na część rzeczywistą i urojoną badanej impedancji Zx przy tak rozbudowanej sieci? Smile
Niedopasowanie impedancji, którą widzi AD8307 jest tutaj naprawdę najmniejszym problemem... Wink
19-09-2016 8:28
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
SP2IPT Offline
Jakub
***

Liczba postów: 218
Dołączył: 01-03-2012
Post: #12
RE: U-VNA - nadeszła nowa era! :-)
IMHO klepanie przekaznikami to najgorsza z mozliwych rzeczy... Momentalnie sie rozpadna - juz sama kalibracja OSL przy zalozeniu 10 000 punktow kalibracyjnych da 30 tysiecy przelaczen.
100 pomiarow i w zasadzie przekazniki do wymiany Wink

Zastanowilbym sie jeszcze nad transformatorami np. Coilcraft WB16-1SL, co oczywiscie wymusi bardziej skomplikowana kalibracje, ale rozwiaze problemy z odsprzeganiem kondensatorami i zasilaniem.

pz
19-09-2016 9:08
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
SP6LUN Offline
Andrzej
**

Liczba postów: 67
Dołączył: 01-09-2014
Post: #13
RE: U-VNA - nadeszła nowa era! :-)
(Przekaźnik proszę potraktować jako ideę-> przełącznik,z wzorami nie ma problemów-jak się nie da na piechotę to jest xmaxima Smile)
Problemy pojawiły się w innym miejscu...
Po analizie artykułu doszedłem do wniosku, że nie ma sensu stosować układów logarytmicznych.
Błędy pomiarów silnie rosną, gdy element mierzony (wartości rezystancji lub reaktancji) znacząco różni się od wzorcowego.
Przy różnicy jak 1:4 błąd rośnie do kilkunastu procent (zakładając pomiary o dokładności 0,5%).
Dla napięć rzędu 200-1000mV lepszy będzie pomiar liniowy (większa rozdzielczość).
Problem zostaje następujący: jak dobrze zmierzyć napięcie pomiędzy dwoma gorącymi punktami.

Andrzej
(Ten post był ostatnio modyfikowany: 19-09-2016 9:52 przez SP6LUN.)
19-09-2016 9:51
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
SP3GO Offline
Rafał
***

Liczba postów: 122
Dołączył: 15-04-2015
Post: #14
RE: U-VNA - nadeszła nowa era! :-)
Andrzeju, bez urazy, ale bardzo mi tu zajeżdża czystą teorią, a nie widzę w tym podejścia praktycznego.

(19-09-2016 9:51)SP6LUN napisał(a):  (Przekaźnik proszę potraktować jako ideę-> przełącznik,

No ale jak tę ideę chcesz wcielić w życie i po co?
Przecież dodatkowe przełączniki (nawet bezstykowe, elektroniczne) niepotrzebnie skomplikują układ, a pewnie i wprowadzą dodatkowe błędy pomiaru.
A wszystko tylko po to, żeby zaoszczędzić 15PLN na 3 układach AD8307? Smile

(19-09-2016 9:51)SP6LUN napisał(a):  z wzorami nie ma problemów-jak się nie da na piechotę to jest xmaxima Smile)

Tak? To pokaż mi wzory na część rzeczywistą i urojoną mierzonej impedancji takiej Twojej rozbudowanej sieci - nawet wyprowadzone przy użyciu maximy. Smile
Bo ja śmiem twierdzić, że problem nie polega tutaj na zawiłości obliczeń, lecz na tym, że dla sieci, w którą w kilku punktach wprowadzamy impedancję równoległą, wzory już nie sprowadzają się do pięknych równań liniowych, lecz pozostają w formie wzajemnie zależnych równań wyższego rzędu...

(19-09-2016 9:51)SP6LUN napisał(a):  Po analizie artykułu doszedłem do wniosku, że nie ma sensu stosować układów logarytmicznych.

To powiedz mi, którego "miernika" liniowego chcesz użyć, aby zapewnić odpowiednią dynamikę pomiarów, rozdzielczość, a w dodatku jeszcze możliwy pomiar różnicowy? ;-)

(19-09-2016 9:51)SP6LUN napisał(a):  Błędy pomiarów silnie rosną, gdy element mierzony (wartości rezystancji lub reaktancji) znacząco różni się od wzorcowego.

To chyba pomyliłeś z miernikami opartymi na sprzęgaczach (gdzie faktycznie tak jest). Popatrz na wykresy w artykule na stronach 9 i 20.
Nie bez powodu przyjąłem Rref=200R i Xref=100pF.

(19-09-2016 9:51)SP6LUN napisał(a):  Dla napięć rzędu 200-1000mV lepszy będzie pomiar liniowy (większa rozdzielczość).

No właśnie rzecz polega na tym, że najbardziej zależy nam na dokładnym pomiarze tych najmniejszych napięć (kilkaset uV do kilku mV) Smile

(19-09-2016 9:51)SP6LUN napisał(a):  Problem zostaje następujący: jak dobrze zmierzyć napięcie pomiędzy dwoma gorącymi punktami.

Problem rozwiązany - AD8307 to potrafi! Big Grin


A teraz już bez czepiania się i śmiechów:
Długo myślałem nad dalszą koncepcją tego miernika. Doszedłem do wniosku, że pójdę jednak w stronę odpowiednio dobranych tłumików i bezpośrednich pomiarów z AD8307.
Pomyślałem, że może przyjmę jakieś sensowne granice, a kompromisu (bo jak to zwykle w elektronice - potrzebny jest kompromis Smile poszukam w symulatorze.
Przyjąłem zakres częstotliwości 2-70MHz oraz impedancję mierzoną od 3-1000 omów.
Wcześniej podawałem przybliżone zakresy pomiarów poszczególnych napięć, które dyktowały potrzebną dynamikę. Zapomniałem jednak, że dla pomiarów, z którymi związana jest reaktancja (a więc Vx i Vz) dochodzi zjawisko rezonansu, gdzie napięcia mogą już być tak duże, że dynamika nie ma ograniczenia od góry (i to m.in. wyszło w symulatorze).
Zatem należy się skupić na tym, aby tłumiki były możliwie duże (najmniejsze błędy pomiaru spowodowane bocznikowaniem miernika), a jednocześnie na tyle małe, aby umożliwić pomiar najmniejszych napięć w przyjętym zakresie pracy.

Po wielu symulacjach oraz obliczeniach wyszło mi, że najlepszym rozwiązaniem będzie zastosowanie tłumienia 20dB: rezystor 10k na gałęziach niesymetrycznych oraz 2 x 5k na gałęziach symetrycznych (różnicowych) mierników.
Do tego, ze względu na możliwy skok napięć przy rezonansach - zabezpieczenie diodowe. Ostatecznie coś takiego:

İmage

I znów: wszystkie rezystory 1.1k to kostki AD8307;
R2,C2,L1 - proszę traktować jako mierzoną impedancję;

Jeśli więc pomiar "zebrany" przez odpowiednią kostkę pomnożymy przez 10.1, to całość nawet sensownie działa w symulatorze.

Wierzę głęboko w to (i to już niestety tylko kwestia głębokiej wiary Wink, że w praktyce kalibracja numeryczna open-short-load jeszcze poprawi dokładność wyników.

Co Wy na to?
Jakieś uwagi krytyczne?

Pozdrawiam,
Rafał SP3GO


Mam kolejne wieści (dobre!) w temacie U-VNA Smile

Otóż tak sobie pomyślałem, że niby dlaczego stosować te same tłumiki na każdej gałęzi pomiarowej. Przecież można je zoptymalizować pod kątem tego, jakich spodziewamy się napięć z danej gałęzi dla przyjętego przedziału pomiarowego U-VNA.

No i na podstawie symulacji oraz przyjętych zakresów pomiarowych wyszło mi, że:
Vs potrzebuje właściwie zerowej dynamiki - tyle co zmieni się amplituda DDS'a w funkcji częstotliwości, albo pod wpływem obciążenia siecią;
Vxz schodzi do nieco poniżej -7dBm, więc potrzebuje ~17dB;
Vz schodzi do prawie -40dBm, więc potrzebuje ~50dB;
Vr schodzi do -9dBm, więc potrzebuje ~19dB;
Vx schodzi do prawie -22dBm, więc potrzebuje ~32dB;

No i teraz, ponieważ charakterystyka AD8307 wygląda mniej więcej tak:

İmage

to zakładając odpowiedni tłumik na daną gałąź i pamiętając o tym jak nisko ona schodzi w pomiarach, możemy ściągnąć całą potrzebną rozpiętość dynamiki odpowiednio nisko, aby uzyskać możliwie największą dokładność (rozdzielczość) odczytu w możliwie "liniowym" odcinku charakterystyki. Oczywiście tutaj ograniczeniem jest poziom szumów i śmieci, które AD8307 może ściągać z otoczenia.
Chyba jednak sprawa nie wygląda tak źle, a pokazał to prosty eksperyment.

Otóż kostkę AD8307 w obudowie DIP-8 (a więc "masakra") podłączyłem w układzie podstawowym na kawałku laminatu w stylu manhattan (a więc "masakra nr 2"). Zupełnie jej nie ekranując ("masakra nr 3") oba wejścia miała podłączone do kondensatorów 100n, których drugie pady nie były do niczego podłączone.
Przy takiej konfiguracji wyjście z kostki (mierzone oscyloskopem) wskazywało na poziom -73.12dBm (czyli super). Oczywiście każde zbliżenie palca w okolicach jednego z wejść kostki powodowało poszybowanie poziomu w górę (ale też nie za bardzo). Następnie spiąłem oba wejścia kostki rezystorem 100k (pamiętajmy - manhattan style, więc prawie pająk!) - dało to poziom ok. -69.6dBm.
Zachęcony wynikiem odlutowałem rezystor, a następnie do jednego z wejść (drugie pozostawione wolne) przylutowałem mały drucik długości ok. 2cm i pozostawiłem go wolny (taka antenka zbierająca co się da Wink Wtedy wynik wyjścia pokazał poziom ok. -53.6dBm - ciągle bardzo dobrze! biorąc pod uwagę tę antenkę, która zbiera wszelkie tło (w szczególności 50Hz z otoczenia).

No i po tym eksperymencie tak sobie pomyślałem, że jeśli miernik będzie w SMD, a do tego głowica pomiarowa z AD8307 odpowiednio zaekranowana, to chyba nie ma co się bać, aby dać tłumik, który zejdzie z pomiarem do powiedzmy -70dBm na każdej gałęzi!

To by dało niesamowitą rozdzielczość pomiaru, przy której nie mają szans znane mi mierniki liniowe. Bo dla przykładu, porównując taki liniowy AD8361 (pomijam to, że nie ma on wejścia różnicowego) z naszą kostką AD8307, to:

AD8361 ma nachylenie charakterystyki o współczynniku 7.5 (Vout = 7.5 * Vinrms) - oczywiście liniowo;

AD8307 w okolicach -70dBm ma nachylenie ok. 10uVrms wejściowego na 1dB, czyli 25mV wyjściowego - to daje współczynnik 2500!
w okolicach -60dBm ma nachylenie ok. 27uVrms/dB, czyli współczynnik ~925;
dopiero w okolicach -20dBm (!) AD8307 ma nachylenie na poziomie 7.5, czyli tyle, ile ma liniowa kostka AD8361.

O ile być może nie ma sensu schodzić z Vs (na zaciskach generatora) z poziomu +10dBm do -70dBm (choć być może i warto ze względu na dokładność pomiaru nawet najmniejszej odchyłki poziomu napięcia), o tyle dla potrzebnej dużej dynamiki jak w przypadku Vx, czy w szczególności Vz - ma to duży sens.
Przyjmując więc dolną granicę jako -70dBm, sieć pozwoliła na zaskakującą dokładność pomiarów (!) i wygląda tak:

İmage

Dla przykładowego pomiaru czystej rezystancji 200R (SWR=4; F=3.5MHz) obliczenia (a więc miernik w symulatorze) pokazały rezystancję 194,15om (błąd 3%) i reaktancję -2,6oma - jak dla mnie rewelacja! (w symulacji oczywiście).
Dla czystej rezystancji 50R - wynik: rezystancja 52.14oma (błąd 4.3%), reaktancja ~0om;
Dla czystej reaktancji w postaci cewki 10uH (czyli 220omów @ 3.5MHz) - wynik: rezystancja 5.5om i reaktancja 219.77oma (!!! Big Grin
Do tego trzeba pamiętać, że te obliczenia robione bez korekcji numerycznej open-short-load w całym zakresie częstotliwości.

Jeśli symulacja będzie miała odzwierciedlenie w praktyce, to żaden MAX6 nie jest mi już potrzebny... Wink

Czy ktoś widzi jakieś błędy logiczne lub inne zagrożenia w rozumowaniu powyżej?
Będę wdzięczny za wszelkie krytyczne (acz konstruktywne) uwagi.

Pozdrawiam,
Rafał SP3GO
(Ten post był ostatnio modyfikowany: 20-09-2016 19:57 przez SP3GO.)
20-09-2016 13:39
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
SP9RQA Offline
Krzysztof
***

Liczba postów: 170
Dołączył: 30-09-2009
Post: #15
RE: U-VNA - nadeszła nowa era! :-)
Jest już nowsza wersja tego opracowania wzbogacona o praktyczną realizację detektora w oparciu o diody:
http://www.g3ynh.info/zdocs/bridges/appe...scalar.pdf
21-09-2016 15:20
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
SP3GO Offline
Rafał
***

Liczba postów: 122
Dołączył: 15-04-2015
Post: #16
RE: U-VNA - nadeszła nowa era! :-)
Po wykonaniu wielu symulacji (których już mam trochę dość Wink doszedłem do wniosku, że kompletny schemat powinien wyglądać mniej więcej tak:


.pdf  U-VNA.pdf (Rozmiar: 183.2 KB / Pobrań: 130)

Oczywiście jeśli w praktyce okaże się, że niektóre wartości tłumików nie są właściwe, to wymiana paru rezystorów SMD nie powinna być problemem.

A tak wygląda płytka:

İmage

I jej wizualizacja:

İmage

Jakieś uwagi lub porady? Smile

Jeśli nie, to będę zamawiał PCB i kupował elementy...

Pozdrawiam,
Rafał SP3GO
27-09-2016 13:26
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
SP9MTV Offline
Początkujący
**

Liczba postów: 85
Dołączył: 12-05-2010
Post: #17
RE: U-VNA - nadeszła nowa era! :-)
Te gniazda sa beznadziejne. Uwazam ze lepiej dac SMA.
27-09-2016 20:03
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
SP6LUN Offline
Andrzej
**

Liczba postów: 67
Dołączył: 01-09-2014
Post: #18
RE: U-VNA - nadeszła nowa era! :-)
AD9851 trzeba przełączyć w tryb szeregowy.

Andrzej
27-09-2016 21:12
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
SP6FRE Offline
Leszek
****

Liczba postów: 475
Dołączył: 20-09-2009
Post: #19
RE: U-VNA - nadeszła nowa era! :-)
Witam!
Jakiego modułu AD9851 używasz? W NA02 stosuję chiński moduł o 20 wyprowadzeniach po 10 na dłuższej krawędzi. Dzięki temu wstawiłem moduł na kanapkę.
Kilka zdjęć jak to zrobiłem można obejrzeć w wątku:
AD9851 w NA02 w poście #19
Czekam niecierpliwie na wyniki, może przed zapuszczeniem produkcji warto zrobić próbny układ na płytce montażowej? Może w ten sposób zaoszczędzisz sobie trochę kosztów płytek jeśli się okaże, że potrzebne są modyfikacje? Chyba, że takie próby już zrobiłeś Big Grin
Faktycznie, warto ustawić tryb sterowania szeregowego w AD9851 (o ile pamiętam to piny D0,D1 i może jeszcze jakieś poza D7 -> patrz schemat w cytowanym wyżej wątku). Używając podstawki pod AD9851 udostępni się układ również dla AD9850, który ma identyczne wyprowadzenia a tylko różni się nieznacznie sposobem sterowania.
L.J.
(Ten post był ostatnio modyfikowany: 28-09-2016 10:06 przez SP6FRE.)
28-09-2016 10:06
Odwiedź stronę użytkownika Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
SP3GO Offline
Rafał
***

Liczba postów: 122
Dołączył: 15-04-2015
Post: #20
RE: U-VNA - nadeszła nowa era! :-)
Kolega Krzysztof SP9RQA podesłał mi kilka cennych uwag odnośnie podłączenia pinów AVcc i Vref mikrokontrolera, które zmodyfikowałem na schemacie. Zmieniłem układ dla napięcia referencyjnego 2.5V oraz dodatkowe filtrowanie dla AVcc.
Aktualny schemat:


.pdf  U-VNA.pdf (Rozmiar: 187.95 KB / Pobrań: 79)

(27-09-2016 20:03)SP9MTV napisał(a):  Te gniazda sa beznadziejne. Uwazam ze lepiej dac SMA.

No właśnie tutaj nie jestem pewny...
Planowałem dać takie całe metalowe, a więc raczej porządne, ale sam już nie wiem...
W końcu każdy oscyloskop ma gniazda BNC i jakoś dają radę - byle były dobrej jakości...

(28-09-2016 10:06)SP6FRE napisał(a):  Jakiego modułu AD9851 używasz?

Takiego:
http://allegro.pl/modul-generatora-dds-a...52888.html
bo taki kupiłem. Z tego co kojarzę, to jest też wersja z AD9850 na tych samych goldpinach.

(28-09-2016 10:06)SP6FRE napisał(a):  Dzięki temu wstawiłem moduł na kanapkę.

Też chcę zrobić kanapkę. Jak widać na wizualizacji goldpiny pod moduł już są wystawione, tyle że na wizualizacji są męskie, a w rzeczywistości będą tam odpowiednie gniazda.

(28-09-2016 10:06)SP6FRE napisał(a):  Czekam niecierpliwie na wyniki, może przed zapuszczeniem produkcji warto zrobić próbny układ na płytce montażowej? Może w ten sposób zaoszczędzisz sobie trochę kosztów płytek jeśli się okaże, że potrzebne są modyfikacje? Chyba, że takie próby już zrobiłeś Big Grin

Dzięki za kibicowanie projektowi Smile Sam jestem ciekaw co z tego wyjdzie.
Na płytce montażowej, to masz na myśli taką płytkę uniwersalną? (no bo chyba nie płytkę stykową w przypadku wrażliwych pomiarów i układów AD8307 Smile
Nie robiłem takich testów, bo obawiam się, że niejednoznaczne wyniki takiej "na szybko" skleconej konstrukcji tylko zniechęciłyby mnie do projektu. A tak, będę wiedział, że dobrze zrobione PCB, montaż SMD i ekranowanie - jeśli wyniki są słabe, to inne nie będą przy innym wykonaniu i znaczy, że trzeba iść w innym kierunku.
I tak mam w planach zrobić następną wersję - 2-portową, aby były możliwe też pomiary transmisji.
To będzie moja pierwsza płytka "z fabryki", więc póki co zszokowały mnie trochę ceny Undecided Na razie najtańszy jest Merkar (i ma dobre opinie), bo za całość (2 płytki zmieszczą się na jednej formatce) zażyczyli sobie nieco ponad 100zł.
Nie wiedziałem, że to taka droga zabawa w fabryczne PCB, no ale jak się chce mieć soldermaski, nadruki, metalizowane otwory i przelotki, to pewnie musi kosztować... Confused
Wiem, że jest o tym osobny wątek, ale tylko krótko tutaj spytam - wie może ktoś jak dokładnie wygląda sprawa z cłem jeśli zamawiałbym u "chińczyka"?

(28-09-2016 10:06)SP6FRE napisał(a):  Faktycznie, warto ustawić tryb sterowania szeregowego w AD9851

Już to przerabiałem na tym module i tam się to robi odpowiednią zworką na jumperze, a więc bez lutowania Smile
Dlatego na schemacie nawet nie podłączam innych pinów danych niż D7.

Pozdrawiam,
Rafał SP3GO
28-09-2016 11:00
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
Odpowiedz 


Skocz do:


Użytkownicy przeglądający ten wątek: 2 gości