RF network analyzer

[balmer]

Ок, так и сделаем. А насчет конденсаторов параллельных катушкам в фильтре. Может их исключить и выбрать вариант фильтра расчитанного соответствующе? Насколько себе представляю, тогда будет сильно меньше проблем с неточностью элементов и согласования. Как гляну на фильтр, у которого одна из катушек 39 nH, так сразу вспоминается, что каждый миллиметр это +1 nH примерно.

[Леонид Иванович]

А насчет конденсаторов параллельных катушкам в фильтре. Может их исключить

Тоже так думаю, не стоит связываться с эллиптическими фильтрами. Хватит фильтра Чебышева.

[khach]

Продолжаю воевать с софтом.
Пытаюсь скомпилить HamVNA http://www.dxatlas.com/hamvna/ но RAD studio ругается, наверно компилилось под другую версию. Это конечно вариант софта с обработкой на большом компе, зато умеет работать с квадратурными выборками и эзернетом. А наличие искодников позволяет поправить под свое железо.
Другой вариант qVNA http://www.ire.pw.edu.pl/~wkazubski/software/qvnamax_eng.html - там есть надежда впихнуть все в микроконтроллер.
ЗЫ. Появились у maxim MAX2871, тоже до 6 ГГц и с поправленными по отношению к 2870 характеристиками. Ожидаются инженерные образцы ADF5355 cо встроенным удвоителем до 14 ГГц, но как у микросхем АД управлять выбором поддиапазона VCO неизвестно, поэтому запустить две микросхемы со сдвигом по частоте на величину ПЧ и постоянной разностью фаз- проблематично.
Может кто поделится идеей алгоритма?
Направленники в стадии отладки, пытаюсь придумать инструкцию настройки направленника без использования фирменных приборов- только средствами самого собираемого анализатора.

[balmer]

Делаю тут генератор, и гдето серьезно ошибся. Спаял все, а не работает. Даже тактовые импульсы на кварце не прослушиваются. Более того - такое впечатление, что выводы идущие на кварц никуда не подключены. Хотя перепаивал два раза, врядли одни и те-же выводы оказались непропаянными. Подключение проверяю тестером, так как на всех входах стоят защитные диоды. Цифровые выводы звонятся отлично.

[khach]

Так может микросхема просто спит, и кварцевый генератор отключен. Прочитайте по интерфейсу регистры- станет понятно в каком она состоянии. Для интерфейса рабочий кварц не нужен.
А с тестером аккуратнее- если в режимах прозвонки он дает более 1.8 вольта- спалить можно микросхему.

[balmer]

Для интерфейса рабочий кварц не нужен.

Спасибо, это важный момент.

А спалить думаю довольно тяжело. Тестер дает ток 1 мА в режиме прозвонки. Если подключать его к питанию AVCC - он выдает напряжение 0.5 V максимум.

Попробовал. Регистры пишутся/читаются. Так что цифровая часть работает. Но вот кварц упорно не желает заводиться. Попробую таки эти ножки тщательно пропаять. Потому как полное ощущение, что они не подключены воообще.

[khach]

Честно говоря, никогда не применял DDS c непосредственно подключенным кварцем. Всегда это был внешний генератор на высокодобротном кварце на 100-120 МГц или генератор на ПАВ, зафапчеванный на опорный генератор 10 МГц. Подайте тактовую снаружи и посмотрите, что получится. Тем более, что 25 МГц это может быть гармониковый кварц и в такой простой схеме он работать не может.
Ну и всегда старался избегать внутренней фапч ДДС- она сильно сигнал портит по фазовым шумам.

[balmer]

Чтож, зафейлился с этой платой. Видать зря захотел "перепрыгнуть через несколько ступенек". Куплю тогда на ebay готовую плату на AD9958. Отлажу на ней, а потом попробую еще раз платку сделать. А пока с CS4272 повожусь.

Кстати RLC измеритель с дополнительным преобразованием частоты тоже интересная тема.

[khach]

Кстати RLC измеритель с дополнительным преобразованием частоты тоже интересная тема.

Мы тоже немного опупели, когда на вопрос о RLC измерителе представитель Keysight (бывший Agilent) притащил ссылку на это чудо

Код: Выделить всё

E4991B Impedance Analyzer, 1MHz to 500 MHz/1 GHz/3 GHz

До трех гиг блин.. Всегда считал такие приборы нетвораналайзерами. Как объяснили - основное отличие в параметрах

Код: Выделить всё

Built-in DC bias (Option 001): 0 V to ±40 V, 0 A to ±100 mA
 Measurement parameters: |Z|, |Y|, θ, R, X, G, B, L, C, D, Q, |Γ|, Γx, Γy, θΓ, Vac, Iac, Vdc1, Idc1 (1. Option 001 is required)

Вот бы его входную часть посмотреть, и схемы, и в живую.

[pixar]

Чтож, зафейлился с этой платой.

Enabling the on-chip oscillator for crystal operation is performed by driving CLK_MODE_SEL (Pin 24) to logic high (1.8 V logic).
На картинке что-то смутно видно - куда эта нога подключена.
Подключить 26 МГц генератор от убитого сотового дешевле и быстрее , чем покупать плату. У них выход синус 0.8 вольт п-п.

[balmer]

Там при пайке было несколько косяков. Микросхема пришла мне очень "лежалая". С явно видимой пленков окислов на Termal Pad. Так что помучался пока залудил ее основательно. Причем залудил слишком толстым слоем слоем. Потом правда выпаял и лишний припой убрал, но все равно не то.

Куплю такую AD9959 платку. Она хороша тем, что пару выводов через трансформатор, а пару - через ОУ, можно будет сравнить.

А следующую плату попробую заказать на Itead Studio. И наверно сделаю совсем простой и маленькой - обвязка по питанию + генератор. Чувствую что слишком "оригинален" в попытке прикрутить кварц к DDS. Никто так не делает.

Правда это все после того, как придут текущие платки, потому как надо глянуть как у них получается.

[Леонид Иванович]

А схемка этой платы есть? По фото вижу, что на трансформаторных выходах вообще нет никакого фильтра. На выходах с ОУ стоят дифференциальные фильтры. Интересно было бы глянуть, что за ОУ, и какие номиналы возле ОУ.

[balmer]

Да, надо покупать следующую ревизию с фильтром после трансформаторов.

Схемы к сожалению не нашел.

[khach]

Вопрос про цифровое измерение сдвига фаз- интернет утверждает, что оптимальный метод "Seven Parameters Sine-fitting Algorithms" который работает одновременно с двумя сигналами (измерительный и опорный канал) и оптимален по быстроте, точности определения фазы и потребным ресурсам процессора.
Кто-нибудь встречал исходники на C этого алгоритма? В STM32 DSP library ничего подобного не нашел.

[balmer]

Глянул в интернет - это обыкновенный "метод наименьших квадратов". Который да, очень оптимальный и устойчивый к помехам. Впрочем мне кажется что достаточно 4-х параметров. Как в этой статье. Амплитуда, фаза, частота и постоянное напряжение смещения. Самое сложное - определить частоту. Но если она известна хотябы с точностью +-10% то можно любым "robust" алгоритмом поиска минимума искать.

[khach]

Глянул в интернет - это обыкновенный "метод наименьших квадратов".

Ну не такой уж и обыкновенный- обыкновенный не справляется с периодическими функциями, особенно при произвольной начальной фазе.
Метод семи переменных специально предназначен для анализаторов импеданса- там общая частота, но разные фазы и амплитуды (плюс постоянная составляющая). Очень полезен, когда в источнике сигнала фазу крутит фильтр, т.е в отличии от НЧ измерений RLC мы не знаем начальную фазу тестового сигнала. Ну или в случае анализатора с ФАПЧ в генераторе тестового сигнала или сигнала гетеродина для смесителей- там разность фаз каждый раз разная из-за внутренних состояний прескалеров. Конечно аналоговые девицы позволяют сбросить разность фаз в своих синтезаторах, но это требует дополнительного времени на установку новой точки по частоте свипа, а во вторых ограничивает типы примененных микросхем и их цену.

[balmer]

Ну не такой уж и обыкновенный- обыкновенный не справляется с периодическими функциями, особенно при произвольной начальной фазе.

Справляется. В формуле A*cos(w*t)+B*sin(w*t)+C фаза это tg(B/A). Так как A и B - это обычные линейные коэффициэнты - то для метода наименьших квадратов нет проблемм их найти.

Метод семи переменных специально предназначен для анализаторов импеданса

В случае семи переменных там просто матрица чутка больше становится. Но метод наименьших квадратов как был так и остается.

- там общая частота, но разные фазы и амплитуды (плюс постоянная составляющая). Очень полезен, когда в источнике сигнала фазу крутит фильтр, т.е в отличии от НЧ измерений RLC мы не знаем начальную фазу тестового сигнала.

Если мы не знаем частоту, то и начальная разница фаз нам не поможет. На низких частотах тоже фаза крутиться очень прилично в зависимости от частоты. 3 RC цепочки - суммарно крутят почти на 180 на максимальной частоте сигнал. Но на низких частотах хорошо то, что мы знаем частоту сигнала, поэтому все элементарно получается.

В методе 7 переменных частоту придется искать каким либо из варитов поика минимума на функции. Если мы более-менее знаем частоту, то локальный минимум один и проблемы его найти не будет. Но там все просто очень. Потому как большая скорость не нужна, можно и "методом деления пополам" искать.

[pixar]

в случае анализатора с ФАПЧ в генераторе тестового сигнала или сигнала гетеродина для смесителей- там разность фаз каждый раз разная из-за внутренних состояний прескалеров.

Если есть три канала - A, B и R - то какая разница , как скачет фаза . Эти скачки можно просто учесть из опорного канала ?

[balmer]

Логика то тут простая. Для низких частот нет проблемм сделать сигнал, у которого частота достаточно стабильна. Но тут явно идет речь о частотах выше 1 ГГц. Поэтому точную частоту сигнала мы не знаем. Можно былобы определить частоту по отдельности в каждом канале. Но что делать если они сильно отличаются, особенно в случае зашумленных данных? Поэтому лучше определить "усредненную" частоту, общую для всех каналов. Естественно "метод наименьших квадратов" справляется с этой задачей оптимально.

[khach]

C переменной частотой задача появилась при попытке сделать цифровую VNA приставку к генератору от X1-42. При этом ковыряние внутри X1-42 исключалось, т.к прибор поверенный. Поэтому сделать внутреннюю ФАПЧ для стабилизации частоты свип- генератора в точке было невозможно. Но за время измерения 5-10 периодов ПЧ частота не успевала сильно измениться. И алгоритм фитования (даже не знаю как сказать по-русски) справлялся. В отличии от БПФ, которому для точного определения фазы надо было значительно больше точек и частота свипа успевала уползти. А переходить к вейвлет преобразованиям для компенсации уползания частоты во время измерения показалось слишком сложным.
Наличие R-канала как раз и позволяет работать по алгоритму 7 переменных. Хотя скорее всего надо реализовывать алгоритм 10 и 13 переменных для 3 и 4 -портового анализатора. Хотя для 4 портов не хватит числа каналов АЦП у STM32F3, т.к выборки должны делаться одновременно. Надо будет подумать о 4 каналах внешнего АЦП с одновременным запуском по таймеру.
По поводу быстродействия алгоритма- она очень важна, т.к фазу надо определять в каждой точке частоты. Чем быстрее посчитаем, тем больше раз за секунду можно регенерировать экран, что очень желательно при настройке фильтров "в живую".
Есть еще проблема если в измеряемой цепи слишком большое затухание, тогда измеряемый сигнал слишком слаб. Возможно, надо ввести масштабирование сигнала, как в цифре, так и в аналоге перед АЦП.