Piotrze, dziękuję za przypomnienie o narzędziach pomiarowych opartych na karcie dźwiękowej. Ponieważ zgłosiłem Waleta do konkursu PUK i staram się go przygotować do oceny to na razie nie mam czasu na dokładniejsze analizy i pomiary. W dodatku, pracuję przede wszystkim na laptopie (szacowne Lenowo) bez dostępu do karty dźwiękowej. Kartę mam w PC ale na razie nie będę sobie piętrzył problemów.
Tomku, sam się podłożyłeś więc będę bezczelny i jak znajdziesz chwilę to daj znać, wyślę Ci płytkę z prośbą o wylutowanie procesora a w zamian proponuję płytki h0 i ha a więc tyle ile trzeba aby uruchomić odbiornik i nadajnik Waleta. Dla przypomnienia, płytka hb i płytka hc to głównie filtry oraz wzmacniacz nadajnika z mostkiem pomiarowym SWR.
W ramach rozwiązywania pozostałych zadań starałem się ostatnio jakoś poskromić temat ARW i wyszło mi średnio. To zdecydowanie wymaga dalszych prac a może nawet zmiany podejścia do problemu. Wydaje się, że ta część jest zbytnio rozbudowana i nawet w obecnej wersji nie wykorzystuje zaprojektowanych na płytkach h0 i ha elementów. Potrzebny mi wzmacniacz/detektor sygnału ARW z poziomem wyjściowym w granicach 1.8V dla sygnału maksymalnego (powiedzmy S9 + 40dB) i wystarczającą czułością dla sygnałów poniżej S6. Teoretycznie mam już wyskalowany miernik S na podstawie sygnału z generatora ale w moich warunkach sygnał zakłóceń po podłączeniu anteny na każdym z pasm to dużo ponad S9.
Ale któregoś dnia było planowanie wyłączenie zasilania i nie działało nic dookoła więc zasiliłem urządzenie z akumulatora i ku mojemu zdziwieniu nawet na paśmie 3.5MHz dało się wysłyszeć stacje ! ;-) To było przez moment tak jak w latach siedemdziesiątych kiedy największe zakłócenia pochodziły od przejeżdżających motorowerów Komar (wyjątkowo skuteczny w nadawaniu układ zapłonu).
Dwa ostatnie dni walczyłem z mostkiem pomiarowym SWR/mocy a w zasadzie z odczytem danych z mostka.
[Obrazek: http://lx-net.pl/walet/image/brg01.jpg]
Tr2 to mostek pomiarowy SWR szeroko opisywany w różnych konstrukcjach ATU. Zbudowany jest na rdzeniu dwuotworowym i zawiera 2x17 zwojów DNE0.3 (A10-A11, B10-B11) oraz dwa odcinki przewodu koncentrycznego (przewód środkowy + izolacja, A01-A02,B01-B02 ). Diody są typu schottky (BAT) a elementy powinny być sparowane. Diody powinny mieć tą samą oporność w kierunku przewodzenia. Dodatkowo, R3 i RV3 to wstępna polaryzacja diod podnosząca czułość dla niskich mocy. Polaryzację należy ustawić tak aby na potencjometrach RV1 i 2 napięcie było zerowe ale na progu przewodzenia diod (u mnie RV1 to 470 omów). Ta część układu działa bez problemu.
Problem miałem z uruchomieniem pomiaru napięć fali padającej i odbitej.
Zastosowany układ konwertera A/D ma rozdzielczość do 18 bitów ale zastosowany jak w tym układzie z rozdzielczością 12 bitów daje odczyt bezpośrednio w mV. Zakres pomiarowy w tym układzie to 2047 jednostek czyli właśnie 2047mV. To nieco upraszcza diagnostykę oraz obliczenia. Wadą układu jest dość długi czas przetwarzania (4.2ms) oraz konieczność przetwarzania sekwencyjnego, kanał po kanale, bo układ posiada tylko jeden, przełączany człon przetwarzania. I właśnie właściwa sekwencja sterująca i odczytująca oba kanały wymaga starannego doboru (na razie prawie 70 linii kodu a z wizualizacją pewnie około 100).
Układ mierzy napięcie fali padającej i odbitej co służy pomiarowi SWR a moc można określić z pomiaru fali padającej zakładając, że obciążenie jest dopasowane.
W tym celu należy "zdjąć" charakterystykę układu pomiarowego. To oczywiście trzeba zrobić korzystając z generatora o odpowiedniej mocy (ja użyłem swojego transceivera TS140S) i na podstawie pomiarów należy określić zależność mocy od mierzonego sygnału. To może ułatwić odpowiednia aplikacja dostępna w sieci a ja w takich razach korzystam z tej aproksymacji funkcji na podstawie pomiarów.
[Obrazek: http://lx-net.pl/walet/image/regr01.jpg]
Pokazane dane to rzeczywiste wyniki moich pomiarów, iksy to odczyt na wyjściu dla fali padającej w mV (lub jednostkach A/D) a igreki to odpowiadające wartości mocy w watach (mierzone miernikiem mocy lub po przeliczeniu oscyloskopem).
[Obrazek: http://lx-net.pl/walet/image/regr02.jpg]
Aplikacja pozwala na wybór funkcji aproksymującej wyniki - tu ograniczyłem się do funkcji kwadratowej i trzeciego stopnia ale zakres wyboru jest spory.
[Obrazek: http://lx-net.pl/walet/image/regr03.jpg]
Jako wynik otrzymuje się współczynniki wybranych funkcji aproksymujących. Dla funkcji 3 stopnia współczynnik przy x^3 jest mniejszy niż założona liczba cyfr po przecinku (tu 8 cyfr). Z reguły, dla detekcji diodowej, wystarcza aproksymacja kwadratowa tu o postaci:
y = 0.00000406 * x^2 + 0.00090232 * x + 0.08148368
Ta właśnie zależność została użyta do pomiaru mocy w Walecie.
[Obrazek: http://lx-net.pl/walet/image/regr04.jpg]
Program oferuje obrazowanie wybranych aproksymacji co pozwala ocenić "naocznie" dopasowanie funkcji. Jak widać funkcja kwadratowa (pomarańczowa) lepiej pasuje do wyników (kropki) niż funkcja trzeciego stopnia (zielona) szczególnie dla małych mocy.
[Obrazek: http://lx-net.pl/walet/image/regr06.jpg]
Dla dociekliwych program podaje również sposób wyliczenia współczynników dla każdego z typów przybliżenia.
cdn. lj
Github
Tomku, sam się podłożyłeś więc będę bezczelny i jak znajdziesz chwilę to daj znać, wyślę Ci płytkę z prośbą o wylutowanie procesora a w zamian proponuję płytki h0 i ha a więc tyle ile trzeba aby uruchomić odbiornik i nadajnik Waleta. Dla przypomnienia, płytka hb i płytka hc to głównie filtry oraz wzmacniacz nadajnika z mostkiem pomiarowym SWR.
W ramach rozwiązywania pozostałych zadań starałem się ostatnio jakoś poskromić temat ARW i wyszło mi średnio. To zdecydowanie wymaga dalszych prac a może nawet zmiany podejścia do problemu. Wydaje się, że ta część jest zbytnio rozbudowana i nawet w obecnej wersji nie wykorzystuje zaprojektowanych na płytkach h0 i ha elementów. Potrzebny mi wzmacniacz/detektor sygnału ARW z poziomem wyjściowym w granicach 1.8V dla sygnału maksymalnego (powiedzmy S9 + 40dB) i wystarczającą czułością dla sygnałów poniżej S6. Teoretycznie mam już wyskalowany miernik S na podstawie sygnału z generatora ale w moich warunkach sygnał zakłóceń po podłączeniu anteny na każdym z pasm to dużo ponad S9.
Ale któregoś dnia było planowanie wyłączenie zasilania i nie działało nic dookoła więc zasiliłem urządzenie z akumulatora i ku mojemu zdziwieniu nawet na paśmie 3.5MHz dało się wysłyszeć stacje ! ;-) To było przez moment tak jak w latach siedemdziesiątych kiedy największe zakłócenia pochodziły od przejeżdżających motorowerów Komar (wyjątkowo skuteczny w nadawaniu układ zapłonu).
Dwa ostatnie dni walczyłem z mostkiem pomiarowym SWR/mocy a w zasadzie z odczytem danych z mostka.
[Obrazek: http://lx-net.pl/walet/image/brg01.jpg]
Tr2 to mostek pomiarowy SWR szeroko opisywany w różnych konstrukcjach ATU. Zbudowany jest na rdzeniu dwuotworowym i zawiera 2x17 zwojów DNE0.3 (A10-A11, B10-B11) oraz dwa odcinki przewodu koncentrycznego (przewód środkowy + izolacja, A01-A02,B01-B02 ). Diody są typu schottky (BAT) a elementy powinny być sparowane. Diody powinny mieć tą samą oporność w kierunku przewodzenia. Dodatkowo, R3 i RV3 to wstępna polaryzacja diod podnosząca czułość dla niskich mocy. Polaryzację należy ustawić tak aby na potencjometrach RV1 i 2 napięcie było zerowe ale na progu przewodzenia diod (u mnie RV1 to 470 omów). Ta część układu działa bez problemu.
Problem miałem z uruchomieniem pomiaru napięć fali padającej i odbitej.
Zastosowany układ konwertera A/D ma rozdzielczość do 18 bitów ale zastosowany jak w tym układzie z rozdzielczością 12 bitów daje odczyt bezpośrednio w mV. Zakres pomiarowy w tym układzie to 2047 jednostek czyli właśnie 2047mV. To nieco upraszcza diagnostykę oraz obliczenia. Wadą układu jest dość długi czas przetwarzania (4.2ms) oraz konieczność przetwarzania sekwencyjnego, kanał po kanale, bo układ posiada tylko jeden, przełączany człon przetwarzania. I właśnie właściwa sekwencja sterująca i odczytująca oba kanały wymaga starannego doboru (na razie prawie 70 linii kodu a z wizualizacją pewnie około 100).
Układ mierzy napięcie fali padającej i odbitej co służy pomiarowi SWR a moc można określić z pomiaru fali padającej zakładając, że obciążenie jest dopasowane.
W tym celu należy "zdjąć" charakterystykę układu pomiarowego. To oczywiście trzeba zrobić korzystając z generatora o odpowiedniej mocy (ja użyłem swojego transceivera TS140S) i na podstawie pomiarów należy określić zależność mocy od mierzonego sygnału. To może ułatwić odpowiednia aplikacja dostępna w sieci a ja w takich razach korzystam z tej aproksymacji funkcji na podstawie pomiarów.
[Obrazek: http://lx-net.pl/walet/image/regr01.jpg]
Pokazane dane to rzeczywiste wyniki moich pomiarów, iksy to odczyt na wyjściu dla fali padającej w mV (lub jednostkach A/D) a igreki to odpowiadające wartości mocy w watach (mierzone miernikiem mocy lub po przeliczeniu oscyloskopem).
[Obrazek: http://lx-net.pl/walet/image/regr02.jpg]
Aplikacja pozwala na wybór funkcji aproksymującej wyniki - tu ograniczyłem się do funkcji kwadratowej i trzeciego stopnia ale zakres wyboru jest spory.
[Obrazek: http://lx-net.pl/walet/image/regr03.jpg]
Jako wynik otrzymuje się współczynniki wybranych funkcji aproksymujących. Dla funkcji 3 stopnia współczynnik przy x^3 jest mniejszy niż założona liczba cyfr po przecinku (tu 8 cyfr). Z reguły, dla detekcji diodowej, wystarcza aproksymacja kwadratowa tu o postaci:
y = 0.00000406 * x^2 + 0.00090232 * x + 0.08148368
Ta właśnie zależność została użyta do pomiaru mocy w Walecie.
[Obrazek: http://lx-net.pl/walet/image/regr04.jpg]
Program oferuje obrazowanie wybranych aproksymacji co pozwala ocenić "naocznie" dopasowanie funkcji. Jak widać funkcja kwadratowa (pomarańczowa) lepiej pasuje do wyników (kropki) niż funkcja trzeciego stopnia (zielona) szczególnie dla małych mocy.
[Obrazek: http://lx-net.pl/walet/image/regr06.jpg]
Dla dociekliwych program podaje również sposób wyliczenia współczynników dla każdego z typów przybliżenia.
cdn. lj
Github