05-03-2019, 21:10
Witajcie!
Po wcześniejszych doświadczeniach z analizatorami U-VNA i YAVNA (opisywanych tu na forum) przez ostatnich kilka miesięcy pracowałem nad nowym projektem.
Główną bolączką tych poprzednich był detektor (AD8302), który nie rozpoznawał "znaku" różnicy faz dwóch sygnałów.
Przyszła więc pora na DSP VNA, czyli wreszcie analizator wektorowy w oparciu o cyfrowe przetwarzanie sygnału przy częstotliwościach akustycznych.
Tym razem jest to po prostu 1-portowy miernik impedancji (anteny, kable, wejścia wzmacniaczy, elemnty L-C itp.)
Ogólna koncepcja przyrządu oczywiście nie jest niczym nowym - mamy źródło sygnału, podajemy je na "głowicę pomiarową", dalej na mieszacz, za nim LPF i próbkujemy ADC.
Później już cała "magia" dzieje się w obliczeniach.
Wpadłem jednak na pewien oryginalny pomysł - proszę mnie poprawić, jeśli i ten pomysł pojawił się już gdzieś wcześniej, ale ja się z nim nigdzie nie spotkałem.
Otóż chodzi o sprytne użycie podwójnie zrównoważonego mieszacza diodowego (a więc o niskiej impedancji wejścia - w przeciwieństwie do Gilbert Cell mixers) jako bezpośredniego miernika sygnału w.cz. o wejściu SYMETRYCZNYM.
W tej roli wystąpił ADE-1.
Oto sposób jego użycia na mostku pomiarowym:
Jestem w fazie testów prototypu urządzenia, którego płytka jest niewiele większa od karty kredytowej:
A po złożeniu wygląda tak (obudowa Z97):
Główną zaletą urządzenia jest jego szeroki zakres pracy: od 100kHz do 450MHz, a więc z pokryciem pasm 2m i 70cm (dla pasma 70cm miernik pracuje na 3-ciej harmonicznej sygnału) oraz całkiem niezła dokładność pomiarów (jak pokazują piewsze testy).
Inna zaleta, to ogólnie dostępne i tanie elementy elektroniczne:
- 2 x ADE-1 (mikser diodowy)
- Si5351 (generator sygnału prostokątnego)
- 3 x TL082 (podwójny wzmacniacz operacyjny na FET-ach z pasmem ~4MHz)
- STM32F103 (tani mikrokontroler z 20kB RAM i 12-bitowym ADC)
Oto kompletny schemat urządzenia:
schema.pdf (Rozmiar: 182.85 KB / Pobrań: 1,406)
Jest pewien błąd na PCB, który chcę poprawić, zanim rozpowszechnię projekt w KiCAD.
Ten błąd powoduje, że mam rezonanse w okolicach 70MHz (niby poza pasmami amatorskimi, ale jednak przeszkadzają).
W tym wątku będę zamieszczał dalsze informacje, wyniki i eksperymenty dotyczące tego projektu.
Pozdrawiam,
Rafał SP3GO
Po wcześniejszych doświadczeniach z analizatorami U-VNA i YAVNA (opisywanych tu na forum) przez ostatnich kilka miesięcy pracowałem nad nowym projektem.
Główną bolączką tych poprzednich był detektor (AD8302), który nie rozpoznawał "znaku" różnicy faz dwóch sygnałów.
Przyszła więc pora na DSP VNA, czyli wreszcie analizator wektorowy w oparciu o cyfrowe przetwarzanie sygnału przy częstotliwościach akustycznych.
Tym razem jest to po prostu 1-portowy miernik impedancji (anteny, kable, wejścia wzmacniaczy, elemnty L-C itp.)
Ogólna koncepcja przyrządu oczywiście nie jest niczym nowym - mamy źródło sygnału, podajemy je na "głowicę pomiarową", dalej na mieszacz, za nim LPF i próbkujemy ADC.
Później już cała "magia" dzieje się w obliczeniach.
Wpadłem jednak na pewien oryginalny pomysł - proszę mnie poprawić, jeśli i ten pomysł pojawił się już gdzieś wcześniej, ale ja się z nim nigdzie nie spotkałem.
Otóż chodzi o sprytne użycie podwójnie zrównoważonego mieszacza diodowego (a więc o niskiej impedancji wejścia - w przeciwieństwie do Gilbert Cell mixers) jako bezpośredniego miernika sygnału w.cz. o wejściu SYMETRYCZNYM.
W tej roli wystąpił ADE-1.
Oto sposób jego użycia na mostku pomiarowym:
Jestem w fazie testów prototypu urządzenia, którego płytka jest niewiele większa od karty kredytowej:
A po złożeniu wygląda tak (obudowa Z97):
Główną zaletą urządzenia jest jego szeroki zakres pracy: od 100kHz do 450MHz, a więc z pokryciem pasm 2m i 70cm (dla pasma 70cm miernik pracuje na 3-ciej harmonicznej sygnału) oraz całkiem niezła dokładność pomiarów (jak pokazują piewsze testy).
Inna zaleta, to ogólnie dostępne i tanie elementy elektroniczne:
- 2 x ADE-1 (mikser diodowy)
- Si5351 (generator sygnału prostokątnego)
- 3 x TL082 (podwójny wzmacniacz operacyjny na FET-ach z pasmem ~4MHz)
- STM32F103 (tani mikrokontroler z 20kB RAM i 12-bitowym ADC)
Oto kompletny schemat urządzenia:
schema.pdf (Rozmiar: 182.85 KB / Pobrań: 1,406)
Jest pewien błąd na PCB, który chcę poprawić, zanim rozpowszechnię projekt w KiCAD.
Ten błąd powoduje, że mam rezonanse w okolicach 70MHz (niby poza pasmami amatorskimi, ale jednak przeszkadzają).
W tym wątku będę zamieszczał dalsze informacje, wyniki i eksperymenty dotyczące tego projektu.
Pozdrawiam,
Rafał SP3GO