RF network analyzer

Что мерить, чем мерить, как мерить. И, естественно - зачем мерить...

При поддержке компании ПРИСТ


Аватара пользователя
balmer
Это не хвост, это антенна
Сообщения: 1433
Зарегистрирован: Вс дек 02, 2012 03:13:48
Откуда: Калининград

Re: RF network analyzer

Сообщение balmer »

khach писал(а):152 не потянет тригонометрии для дисплея

Потянет, даже софтварных float операций для отрисовки более чем достаточно. Будет такой дисплей.

khach писал(а):, а 303 избыточна по качеству АЦП для нетворканалайзера.

Если хочется ПЧ порядка 50 КГц, то лучше оцифровывать на 3 MSps, чем 700 KSps. Фаза сильно точнее определяется. Это как автор такой железки могу сказать определенно.


khach писал(а): Вот для анализатора спектра с фурье 303 была бы в самый раз, если бы не отсутствие математики.

У STM32F303 есть хардварный FPU. Впрочем для данной конструкции он не нужен.

khach писал(а): рекомендовал бы взять обычную евборду STM32F4 DISCOVERY - там почти все нужное есть и была бы совместимость и повторяемость.

Если ты про то, чтобы использовать ADC с STM32F4 DISCOVERY - то крайне не рекомендовал бы. Это будет +-30 LSB шумов. А если делать свою платку с правильной разводкой, легко можно сделать +-2 LSB.

khach писал(а):Тоже конструирую подобный прибор, но несколько другой частотный диапазон - до 18 ГГц.
Да, это круто, надеюсь расскажешь чего либо на этом сайте по ходу разработки.


khach писал(а):Можно было бы скооперироваться по софту.
Хз, надо подумать. Если будет возможность както скооперироваться по написанию софта - то это очень круто былобы.


khach писал(а):Можно только чуть интерефейс улучшить, но тут даже у STM32F4 перестает хватать внутренней памяти для обработки графики типа диаграммы Смита с курсорами- уже наступил на эти грабли при выборе большого дисплея.


Не очень понимаю, почему не хватает. Теоретически никаких проблем не должно быть. А в этой области я таки спец. Как никак уже 15 лет делаю игры для компьютеров и телефонов.
khach
Электрический кот
Сообщения: 1036
Зарегистрирован: Сб сен 12, 2009 15:43:19

Re: RF network analyzer

Сообщение khach »

balmer писал(а):Не очень понимаю, почему не хватает. Теоретически никаких проблем не должно быть. А в этой области я таки спец. Как никак уже 15 лет делаю игры для компьютеров и телефонов.

Ну мы наступили на грабли для новичков- взяли 7" дисплей на 800x480 с контроллером SSD1963, с грехом пополам подключили его к шине, и так не смогли освоить readback (вычитку видеопамяти контроллера обратно по шине) Ну а для работы с курсорами и, главное, возможности скриншота экрана по USB (а это было требование заказчика) пришлось переползать на другую платформу, а железо от неудачных попыток досталось мне. Там еще была грандиозная идея использовать QT, а вернее QTPlot для отрисовки графики, в том числе и диаграммы смита. Ну а на диаграмме должны были быть 3 следящих курсора. Ну и если в декартовых координатах все более-менее работало (но тормозило) то с диаграммой Смита ничего не получилось.
По поводу харда, по кране мере до 6 ГГц все достаточно просто- первая MAX2870 генерит тестовый сигнал. Поскольку прием идет на смесителях, гармоники нам не мешают, так что можно использовать внутренний делитель MAX2870. Хотя есть и вариант с переключаемыми октавными фильтрами на выходе MAX2870. Второй MAX2870 настраивается на частоту на величину ПЧ ниже частоты первого MAX2870 и драйвит смесители. Поскольку разбег фаз между двумя MAX2870 неизвестен, то после захвата частоты петля фапч первого MAX2870 размыкается и на нее подается сигнал управления от смесителя одного из измерительных каналов (он будет опорным). Таким образом происходит точная подстройка по фазе. Собственно эта схема повторяет блок-схему всех VNA HP. DDC стоит в опоре гетеродина смесителей (второго MAX2870) и обеспечивает мелкий шаг перестройки (что гораздо быстрее, чем использовать встроенный дробный делитель MAX2870). Смесители могут быть например ADL5801 или ADL5802.
Вот на более высоких частотах начинаются пляски с бубном- широкополосных интегральных смесителей нет, и приходится извращаться на диодах типа HSMS-8202.
Вот тут кстати мы потрошенный Обзор-103 выкладывали- может будет интересно глянуть, как устроен http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=76087&view=findpost&p=1110489
pixar
Потрогал лапой паяльник
Сообщения: 314
Зарегистрирован: Чт ноя 29, 2012 08:27:22

Re: RF network analyzer

Сообщение pixar »

N5EG VNA : До 100 МГц , AD9854+AD8302
http://www.k1gq.com/cocoaVNA/Resources/ ... rticle.pdf
pixar
Потрогал лапой паяльник
Сообщения: 314
Зарегистрирован: Чт ноя 29, 2012 08:27:22

Re: RF network analyzer

Сообщение pixar »

KC901H , Scalar , Freq. Range 1~ 3000 MHz , Dyn. Range = 110 dB, IF = 45 MHz .
Struct.
СпойлерИзображение

Board
СпойлерИзображение
pixar
Потрогал лапой паяльник
Сообщения: 314
Зарегистрирован: Чт ноя 29, 2012 08:27:22

Re: RF network analyzer

Сообщение pixar »

Да, это круто, надеюсь расскажешь чего либо на этом сайте по ходу разработки.

структуры обсуждались здесь
pixar
Потрогал лапой паяльник
Сообщения: 314
Зарегистрирован: Чт ноя 29, 2012 08:27:22

Re: RF network analyzer

Сообщение pixar »

Последний раз редактировалось AlekseyEnergo Пн сен 01, 2014 13:22:32, всего редактировалось 1 раз.
Причина: Нарушение пункта 2.2 правил форума. Предупрежден!
Аватара пользователя
balmer
Это не хвост, это антенна
Сообщения: 1433
Зарегистрирован: Вс дек 02, 2012 03:13:48
Откуда: Калининград

Re: RF network analyzer

Сообщение balmer »

Кстати про "N2PK до 150 MHz на AD9951"

Вот не очень понимаю как работает смеситель. Вот скажем AD9951, по аналогии с более слабыми DDS генераторами от этой серии, там будет падение амплитуды выходного сигнала начиная с Fclock/10 = 400 МГц/10 = 40 МГц.

Вот как работает "double balanced" смеситель с слабыми сигналами от генератора?
Аватара пользователя
Леонид Иванович
Друг Кота
Сообщения: 4779
Зарегистрирован: Сб апр 02, 2011 12:40:46
Откуда: Минск
Контактная информация:

Re: RF network analyzer

Сообщение Леонид Иванович »

balmer писал(а):будет падение амплитуды выходного сигнала начиная с Fclock/10 = 400 МГц/10 = 40 МГц.


Откуда Вы взяли такую формулу? Спектр выходного сигнала DDS модулирован функцией sinc, поэтому падение амплитуды, строго говоря, будет начинаться с нулевой частоты. Вопрос в величине этого падения. На частоте Fclock/2 падение будет около 4 дБ. Его можно скомпенсировать, если ввести в выходной фильтр звено с обратной sinc характеристикой.
Аватара пользователя
balmer
Это не хвост, это антенна
Сообщения: 1433
Зарегистрирован: Вс дек 02, 2012 03:13:48
Откуда: Калининград

Re: RF network analyzer

Сообщение balmer »

У меня есть AD9830 и AD9850. И осциллограф, который вполне нормально измеряет сигналы до 100 МГц. Так вот AD9830 - у него падение амплитуды начинается с 2.5 МГц примерно при тактовом генераторе на 25 МГц. Причем там довольно крутое падение. 5 МГц уже где-то в 5 раз меньше по амплитуде сигнала.

И это точно не проблема измерения. На AD9850 аналогичная картина, но частота повыше.
Аватара пользователя
Леонид Иванович
Друг Кота
Сообщения: 4779
Зарегистрирован: Сб апр 02, 2011 12:40:46
Откуда: Минск
Контактная информация:

Re: RF network analyzer

Сообщение Леонид Иванович »

Применял эти DDS - нет у них такого. Уверены, что это не проблема фильтра?
Аватара пользователя
balmer
Это не хвост, это антенна
Сообщения: 1433
Зарегистрирован: Вс дек 02, 2012 03:13:48
Откуда: Калининград

Re: RF network analyzer

Сообщение balmer »

Вечером измерю как меняется с частотой амплитуда сигнала на AD9830. Она медленная, так что осцилографу можно верить. Если ошибаюсь, это будет отличной новостью.
Аватара пользователя
Леонид Иванович
Друг Кота
Сообщения: 4779
Зарегистрирован: Сб апр 02, 2011 12:40:46
Откуда: Минск
Контактная информация:

Re: RF network analyzer

Сообщение Леонид Иванович »

С правильным фильтром можно получать сигнал где-то до 0.45*Fclk без заметного падения амплитуды (не считая, конечно, действия весовой функции). Но фильтр нужен хороший. Все эти вещи можно посмотреть в ADIsimDDS, например, с фильтром Чебышева 7-го порядка.
khach
Электрический кот
Сообщения: 1036
Зарегистрирован: Сб сен 12, 2009 15:43:19

Re: RF network analyzer

Сообщение khach »

balmer писал(а):
Вот не очень понимаю как работает смеситель. Вот скажем AD9951, по аналогии с более слабыми DDS генераторами от этой серии, там будет падение амплитуды выходного сигнала начиная с Fclock/10 = 400 МГц/10 = 40 МГц.

Вот как работает "double balanced" смеситель с слабыми сигналами от генератора?

Смеситель просто переносит сигнал на частоту ПЧ, амплитуда изменяется линейно в соответствии с амплитудой исходного сигнала, только меньше на 6-8 дб (потери преобразования- паспортный параметр смесителя). Работает все это при определенном уровне сигнала гетеродина- тоже паспортный параметр смесителя. Если уровень гетеродина будет падать, то сначала растут потери преобразования, а при дальнейшем снижении уровня вообще преобразование не происходит- диоды смесителя перестают открываться. Так что схемы АРА (автоматической регулировки амплитуды) желательно предусмотреть. Для ДДС была очень простая схема АРА на полевике по входу Rset. Для СВЧ гетеродинов приходится ставить аттенюатор на PiN диодах с обратной связью от детектора на диоде шоттки. Это важно только для систем с калиброванной амплитудой, типа анализаторов спектра. VNA с микропроцессором и так учтет нестабильность амплитуды гетеродина при калибровке по эталонам.
Аватара пользователя
balmer
Это не хвост, это антенна
Сообщения: 1433
Зарегистрирован: Вс дек 02, 2012 03:13:48
Откуда: Калининград

Re: RF network analyzer

Сообщение balmer »

Промерял AD9830.
100 KHz 650 mV
1 MHz 570 mV
2 MHz 420 mV
3 MHz 277 mV
3.2 MHz 250 mV
4 MHz 380 mV
5 MHz 633 mV

Амплитуда сигнала с частоты 1 МГц примерно плавно уменьшается, достигает минимума на частоте 3.2 МГц, а потом плавно растет. Причем в этом минимуме сигнал ужастный. На частоте 1 МГц и ниже форма сигнала идеальная.

Изображение
На фотке с 1:10 щупом. Измерял как с щупами 1:1 так и 1:10, на амплитуду и форму сигнала это не влияет, потому как к емкости 100 pF подключаемся.

Схема в аттаче, подключался напрямую к выходу DDS.

Кстати про N2PK и автоматическую регулировку амплитуды. Там на выходе DDS стоит транзистор BFR520. Случаем он не для регулировки амплитуды?
Вложения
AD9832.pdf
Схема генератора.
(35.54 КБ) 278 скачиваний
Аватара пользователя
barby67
Потрогал лапой паяльник
Сообщения: 365
Зарегистрирован: Вт янв 22, 2008 23:13:41
Откуда: Калининград

Re: RF network analyzer

Сообщение barby67 »

balmer писал(а):Амплитуда сигнала с частоты 1 МГц примерно плавно уменьшается, достигает минимума на частоте 3.2 МГц, а потом плавно растет.
Ну, тут мне кажется проблема в фильтре и скорей всего в том что на ОУ выполнен. Вот схемка простого и эффективного АРУ для ДДС:
Вложения
APУ.PNG
(119.84 КБ) 566 скачиваний
Аватара пользователя
Леонид Иванович
Друг Кота
Сообщения: 4779
Зарегистрирован: Сб апр 02, 2011 12:40:46
Откуда: Минск
Контактная информация:

Re: RF network analyzer

Сообщение Леонид Иванович »

balmer писал(а):Амплитуда сигнала с частоты 1 МГц примерно плавно уменьшается


Похож график? Это я смотрю на входе Вашего фильтра, так он грузит DDS в зависимости от частоты.

Изображение

Плохой фильтр. Отключите его, оставив только резистор, получите совсем другую картину. На форму сигнала внимания не обращайте, ее восстанавливает именно фильтр, прямо на выходе ЦАП DDS она не обязана быть идеальным синусом.
Аватара пользователя
balmer
Это не хвост, это антенна
Сообщения: 1433
Зарегистрирован: Вс дек 02, 2012 03:13:48
Откуда: Калининград

Re: RF network analyzer

Сообщение balmer »

Леонид Иванович писал(а):Похож график?

Спасибо. Теперь понятно в какую сторону копать.
pixar
Потрогал лапой паяльник
Сообщения: 314
Зарегистрирован: Чт ноя 29, 2012 08:27:22

Re: RF network analyzer

Сообщение pixar »

Там на выходе DDS стоит транзистор BFR520. Случаем он не для регулировки амплитуды?

Этим транзистором они преобразуют два противофазных сигнала с выходов DDS в один сигнал с подавленой синфазной компонентой ( шум из цепей питания), что дает более чистый спектр в результате. Ты эту операцию делаешь трансформатором за $15. На более годный метод в изложении Леонида Ивановича я давал ссылку.
Аватара пользователя
balmer
Это не хвост, это антенна
Сообщения: 1433
Зарегистрирован: Вс дек 02, 2012 03:13:48
Откуда: Калининград

Re: RF network analyzer

Сообщение balmer »

Попробую для теста заказать простую платку в iteadstudio.com
Платка - тупо "затычка" для дисплея и USB. Будет у меня собственная "adruino" :)) Теоретически должна пригодиться как в измерительной железке, так и в радиоприемнике.
Вложения
display_prom.pdf
Адруинка
(95.58 КБ) 340 скачиваний
Аватара пользователя
Леонид Иванович
Друг Кота
Сообщения: 4779
Зарегистрирован: Сб апр 02, 2011 12:40:46
Откуда: Минск
Контактная информация:

Re: RF network analyzer

Сообщение Леонид Иванович »

Раз плата все равно двухсторонняя, может стоит все залить земляным полигоном для уменьшения излучаемых помех? Тогда и сама земля будет разведена адекватнее, можно будет наставить переходных возле всех выводов GND процессора и блокировочных конденсаторов, а то сейчас они тоненькими дорожками тянутся. Особенно некрасиво, что прямо с конденсаторов кварца земля тянется к разъемам.
Ответить

Вернуться в «Измерения»