RF network analyzer

[khach]

Целая микросекунда разницы min/max задержки.
Один при комнатной температуре, а другой при 100 градусах

Мыж вроде в космос не летим? Зачем 100 градусов? Достаточно 1-2 градуса. Но подогреть градусов до 40 изначально или ставить пельте для стабилизации на комнате. Пельте громоздкий, а нагрева надо ждать до калибрации. Разброс в 1 мкс не важен- у меня частота точнее 10 Гц устанавливается ФАПЧ, можно и меньше, но надо дольше ждать пока ФАПЧ устаканится. Важно, чтоб крутизна GDT (group delay time) характеристики в перделах этих 10 Гц была удовлетворительно стабильной при изменении температуры. Прийдется фильтры подогретьравномерно или сделать тепловой мостик, а то один был ближе горячего стабилизатор питания, а остальные дальше, вот их и перекосило.

[balmer]

Исключительно для теста греть. (Можно не до ста, а до восьмидесяти.) Когда греешь паяльным феном до такой температуры деталь - это безопастно. При такой разнице температур будет видно на графике насколько параметры изменяются. Потом можно будет интерполировать результаты на небольшую разницу температур и понять к чему стремиться.

[pixar]

Осваиваю потихоньку KiCAD . После Eagle нравится наличием нормальных шорткатов. Но конечно еще осваивать и осваивать. Пока еще не нашел нормальных скриптов, чтобы сконвертировать проекты из Eagle в KiCAD.
.

Перенести проект не получится , практически всегда выплавают косяки в футпринтах и много работы по сведению платы и схемы . Если плата не сложная , то практически всегда проще нарисовать по новой или расставить компоненты и импортировать трассы из герберов.
Вместо очередного костыля кикада могу развести твои платы в Альтиуме или PCAD.

[balmer]

Попробую защитить свою позицию по KiCAD.

- он бесплатен (в отличие от Альтиум который стоит 60 тыс. руб, а PCAD насколько понял с 2008 года не поддерживается.)
- он достаточно распространен. Например когда заказываешь платы в iteadstudio там два варианта описания "как сгенерировать Gerber Files" для Eagle и KiCAD.
- KiCAD более-менее удобен. Пока не особо много с ним возился, но наличие шорткатов уже радует (в Eagle приходилось каждый раз мышкой менять инструмент, что довольно долго). Schematic тоже пробовал дорисовывать, новые компоненты на плате появляются.

Конечно гемморой, что придется опять перерисовыать компоненты. Но в Eagle все более-менее современное тоже приходилось рисовать.

PS: Да, и не забывайте, что у меня компьютер домашний на Linux

И сейчас больше вопрос в софте, а не в железе.
Собственно основная задача - тестировать фильтры в диапазоне 10 КГц - 30 МГц решена, и пользуюсь понемногу этой железкой. Сейчас хочется чтобы это было:
- удобно (и для этого начал переписывать на Qt и С++ и QCustomPlot)
- большой динамический диапазон (для этого надо будет нарисовать платку на AD834 и чутка перерисовать платку на CS4272/STM32F405 чтобы был дифференциальный вход)

[khach]

The AQRP Vector Impedance Analyzer kit #25 http://www.qsl.net/k5bcq/Kits/Kits.html со схемой и прошивками. На базе STM32F407-Discovery, аудиокодека и Si5351A в качестве двухканального синтеза с разносом частот на величину ПЧ 2 кгц.

[balmer]

Про AQRP Vector Impedance Analyzer.
Поправте если ошибаюсь:
- насколько понял с генератора на Si5351 идет прямоугольный сигнал напрямую на SA612 ?
- не смог найти исходников.

PS: А я на выходных занимался STM32 Virtual Com Port. Уже пару лет с этой софтварью мучаюсь в разных проектах. И кажется таки нашел пару проблемм в этом коде Попробую исправить на неделе.

PPS: Посмотрел еще раз на этот анализатор (на схему и фотку). Это жесткая жесть. Автор старательно косячил. Подозреваю (причем небезосновательно), что динамический диапазон этой поделки порядка 50-55 дБ. Конструкция питается от StepDown конвертора, который "звенит" очень сильно в диапазоне 100 КГц - 1 МГц. Пробовал такой-же. Плата надевается на STM32F4Discovery причем микросхемками вниз. Т.е. она ловит все шумы от микроконтроллера. А самое главное оно ловит 8 МГц кварц. Прямоугольные импульсы - это значит, что боковых полос приема там дохрена.

[khach]

Я вот тоже исходники хотел посмотреть. По моим данным у Si5351A при использовании двух каналов в дробном режиме (а сдвиг 2 кгц иначе не получить) фазу крутит непердсказуемо. Есть конечно режим static phase offset, но как им пользоваться - тайна великая есть. Или им все равно какой сдвиг по фазе между каналами и они ее считывают со смесителя U3? Почему не сделали дифференциальное подключение смесителей по ПЧ- тоже загадка. А вот гармоники Si5351A могут не вредить- сигналы от 2 гаромники буду разнесены на 4 кгц итд, их можно выфильтровать цифровым образом.

[balmer]

А вот гармоники Si5351A могут не вредить- сигналы от 2 гаромники буду разнесены на 4 кгц итд, их можно выфильтровать цифровым образом.

Да, если гармоники не накладываются точнехонько, то отфильтровать не проблема. Тогда эта схема начинает играть интересными красками Заменить AD9958 на Si5351 заманчиво.

PS: А я в наконеццто качественно запустил STM32 Virtual Com Port под Linux. Запишу, вдруг кому пригодится.
Первым делом надо себя добавить в группу, которой позволено к модему обращаться
sudo usermod -a -G dialout balmer

При запуске устройства ему будет приходить мусор из AT\nAT\n и куча бинарных данных. Оказывается это ModemManager сразу конектится к устройству, и пытаться посылать на него данные. Делаем по аналогии с товарищами, которые наступили раньше на эти грабли.
Запрещаем менеджеру обращаться к этому устройству:
echo 'ATTRS{idVendor}=="0483", ENV{ID_MM_DEVICE_IGNORE}="1"' >> /tmp/rule
sudo mv /tmp/rule /etc/udev/rules.d/20-mm-blacklist-px4.rules && sudo udevadm control --reload-rules

Да, и самое главное, надо не забыть исправить ошибку в коде про ZLP (zero length packet) которые забывают посылать в коде COM порта.

[khach]

Еще один интересный анализатор https://bitbucket.org/kuchura/antennaanalyzer/wiki/Home Тоже на Si5351A, смесители RF2713 обработка ПЧ цифровая В STM32F103. Есть исходники и схемы РЧ блока.

[balmer]

Хорошая штука. Глянул на исходники, узнал о существовании Goertzel algorithm, возможно поможет в ускорении обработки данных. RF2713 тоже интересный модулятор вместе с Si5351 можно собрать очень простую входную часть для Приемника прямого преобразования

PS: Кстати - а где бы купить эту Si5351A? Что-то глянул на aliexpress и ebay. Увидел только модули. Еще одно место, где хотелось бы такую микросхему использовать - это общий генератор сигнала для CS4272 и STM32. А то на одной платки частоты отличаются на -2*1e-4, на другой +1*1e-4.

[khach]

Кстати - а где бы купить эту Si5351A

Si5351A достаточно шумная, суда по спектрам http://www.ra3apw.ru/proekty/si5351-spectrum/ или тут http://nt7s.com/tag/si5351/- с таким количестовом спуров как раз динамики внутреннего АЦП STM32 хватит за глаза. дб 40 где-то выйдет, будет аналог Р4-36 по динамике.
Так что в моем случае наверно будет гибридная фапч с ДДС типа 9834 для мелкого шага, т.к дробные синтезаторы слишком медленно перестраиваются с точки на точку- слишком узкополосна петля.
Ну не получается у меня полифазный расщепитель фаз для всего диапазона 9850, а квадратурные сигналы нужны для однополосного смесителя в гибридной петле фапч.

Я вот пытаюсь исходники в Keil перетянуть, что то неполучается пока. И к графикам пристроить экранные курсоры надо. Кстати, это похоже единственная диаграмма Смита в исходниках для STM32 без использования всяких графических оболочек.
PS. Вот возник вопрос - есть Second order Goertzel algorithm. он же modified Goertzel algorithm - разработан для детекции двух близко расположенный частот типа DTFM. Хорошо режет спуры- спектр намого уже чем у оригинального Goertzel algorithm. Но не могу найти примеров или исходников с детекцией фазы.

[balmer]

Да, жалко, что Si5351A такая "не очень". Посмотрел в даташите на jitter этого генератрора и сравнил с Si570. phase jitter в 10 раз выше.
А Period Jitter у Si5351A доходит до 100 ps. Видимо именно это и наблюдаем на вышеприведенных графиках.

[balmer]

А вот и первый график, снятый уже с использованием Qt/C++


Ступеньки на графике - это ошибка, когда частота не переключилась (надо будет еще разбираться).
Снималось на частотах от 1 МГц до 30 МГц.
Красный график - амплитуда (произвольно отскалированная).
Синий график - фаза сигнала.
Сэмплируется железом со скоростью 30 отсчетов в секунду.

Собственно говоря это фильтр на 8-16 МГц с которого и возникла потребность в такой железке.
Фильтр на SMD индуктивностях, и когда слушал эфир было много боковых полос приема.
Видно, что фильтр совсем не так плох, как думал о нем

А меж тем пришли AD834, надо будет попробовать на них собрать альтернативную входную часть.

[balmer]

Как неофит порекламирую еще KiCAD. В сравнении с Eagle он значительно более живой. Например проект на AD9958 нашелся сразу. В стандартной поставке есть куча современных компонентов, используемых в радиолюбительском деле. Например ENC28J60 или почти все STM32.

[balmer]

Заказал себе фильтров на 10.7 МГц и на 465 КГц, что-бы было что померять. Пришли. Теперь думаю как правильно замерять параметры.
У фильтра 10.7 МГц входное/выходное сопротивление 300 Ом. У фильтра 465 КГц входное сопротивление 2 КОм.

Как согласовать выходное сопротивление более-менее понятно. Для фильтра 10.7 МГц ставим 250 Ом резистор между ним и RX каналом, получаем суммарно 300 Ом. Правда будет падение амплитуды сигнала в 6 раз, т.е. на 15 дБ мо мощности. А вот как согласовать входное сопротивление так, чтобы его измерить? Надо ли ставить разистор 250 Ом между TX каналом и фильтром? Если поставить сопротивление, то входное сопротивление уже не получится измерить.

С фильтром 465 КГц еще веселее. Там надо ставить резистор пркстически 2КОм для согласования. Это получается падение в 40 раз по амплитуде, т.е 32 дБ по мощности. Для текущего варианта железки получается всего 65 - 32 = 33 дБ динамического диапазона

[EW1UA]

Как согласовать выходное сопротивление более-менее понятно. Для фильтра 10.7 МГц ставим 250 Ом резистор между ним и RX каналом, получаем суммарно 300 Ом. Правда будет падение амплитуды сигнала в 6 раз, т.е. на 15 дБ мо мощности.

Не совсем так.
Нужны сопротивления 274 и 54.8 Ом чтобы согласование было двухсторонним.
Коэффициент потерь мощности будет примерно 22 или около 13,4 дБ по мощности на один согласователь 50↔300 Ом.
Вычислять децибелы только по напряжению или только по току не имеет смысла для случая разных сопротивлений.
Расчёт согласования по формулам [здесь], или [там].

[balmer]

EW1UA - спасибо. Торможу пока с железкой. Неожиданно пришлось переезжать в новый большой дом , потому как в старом печка-булерьян треснула и дымить стала.

А меж тем вопрос-продолжение про Si5351. Да, она шумная, но ведь есть же и аналоги. Сегодня на глаза попалась реклама LMK03328. Ее еще не купить на aliexpress, но вот более старый вариант CDCM6208 - продается, и судя по даташиту у нее в 100 раз лучше фазовый джиттер, чем у Si5351. Так что теоретически CDCM6208 подходит как генератор? Там конечно нижняя частота порядка 1 МГц....

[balmer]

Небольшая лабораторная работа. Обмеряем кварцевый фильтр LT10.7MA5 - 10.7 МГц 300 Ом.

Первый график амплитуда проходящего сигнала. Красный график - без делителя перед TX входом. Т.е. нагружен на 50 Ом. Синий график - с делителем 270 Ом/54.6 Ом. Т.е. нагружен примерно на 300 Ом. Синий график увеличен в 4.5 раза, чтобы быть примерно на уровне красного. Генератор и в том и в другом случае работает через резистор 50 Ом, но насколько понимаю это не сильно должно влиять на работу фильтра.
Хорошо видно, как при несогласованной нагрузке "разъезжается" АЧХ фильтра.


Еще ради интереса замерил, как изменяются параметры фильтра при измерении температуры.
Следующий график - зависимость АЧХ от температуры. Красный график амплитуды снят при комнатной температуре, синий при 100-120 градусах примерно. Графики измерены при нагрузке 300 Ом.


Еще один график про температуру. Разница фазы фильтра при комнатной температуре и 100 градусах. Разница фаз - в угловых градусах.


Предположим, что разница фаз увеличивается пропорционально разнице температур. Если мы хотим добиться разницы фаз не более 0.1 углового градуса, то температура на фильтрах не должна различаться более чем на 0.5 градуса цельсия. Добиться подобного думаю несложно.

PS: Это кстати 1111 мое сообщение на форуме

[EW1UA]

Да уж, несогласование фильтра искажает его АЧХ, здесь в статье это тоже наглядно показано.
Интересно было бы взглянуть на график АЧХ при Г-согласовании с двух сторон фильтра.

Если мы хотим добиться разницы фаз не более 0.1 углового градуса, то...

Речь о термостатировании одного фильтра или о согласовании характеристик двух фильтров?

[balmer]

Речь о термостатировании одного фильтра или о согласовании характеристик двух фильтров?

О согласовании характеристик двух фильтров. Графики о температуре привел в продолжение этого сообщения

Про статью - в конце там интересный момент про "numerically recalculated to an impedance level of 550 Ω". Нет ли у кого теории по этому моменту?

А с двумя Г фильтрами страшно запускать Там же отношение сигнал/паразитный сигнал всего 1500 по напряжению. Два Г фильтра дадут ослабление в 25 раз. Останется совсем немного динамического диапазона.