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 »

Запаял почти входную часть на AD834. Да, я знаю что пайка у меня "не очень", но как говорится чем богаты тем и пользуемся.

Изображение
Изображение

Измерил S11 параметры для DDS_HI, DDS_LO
Изображение
Изображение

Верхний график - это вход DDS_HI, там естественно все очень близко к 50-ти омам.
Нижний график - DDS_LO - там из-за пары плохо согласованных проводов параметры к частоте 100 МГц "уехали". Впрочем уехали ровнехонько так, как на симуляторе насимулировал когда разрабатывал плату. На точность прибора это влиять не будет. Два экранированных провода - это оно, причина уезжания S11 параметров.
Реклама
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 »

Изображение

Вобщем повозился с этой схемой. Не понравилось :(
AD8139 почемуто усиливает примерно в x8 раз, хотя должно усиливать в x2.1 раза.
AD834 имеет коэффициент передачи прядка 0.3, хотя должно передавать на 0.94.
Напрямую подключить AD834 к выходу DDS не получилось, пришлось ставить развязывающие конденсаторы.

Вобщем со всех сторон какието недоделки. Надо будет видимо смотреть уже схемотехнику взрослых приборов.
Реклама
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 »

Чтож, понял в чем мой косяк. AD8139 не только усиливает сигнал, но и изменяет амплитуду входного сигнала (в 1.3 раза она увеличивается). Всетаки резисторы обратной связи в 510 ом это не очень большая величина. Из-за того, что вход несимметричен видимо получается такой результат.
khach
Электрический кот
Сообщения: 1037
Зарегистрирован: Сб сен 12, 2009 15:43:19

Re: RF network analyzer

Сообщение khach »

Вот попались схемы китайского анализатора. Может будут полезны в творческом процессе
Вложения
KC901H_Sch.pdf
Схемы китайского анализатора
(270.24 КБ) 342 скачивания
Реклама
Эиком - электронные компоненты и радиодетали
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 »

Спасибо, интересно посмотреть.
Если вдруг захочется более высокие частоты сделать - там много интересного. Жалко смесители не подписанны.
Кстати текущий дизайн моего софта предполагает не фатально жесткие требования к генератору. Требуется два сигнала с разницей в 1 КГц. Причем фаза сигнала не важна, ошибка может быть не более 10 Гц (теоретически можно и больше, но это тюнить константы в коде надо). Причем нужна только кратковременная стабильность в пределах 10 мсек.

Так, что теоретически можно делать и более высокочастотную входную часть со сравнительно дешевыми генераторами, которые от одного задающего кварца питаются.
Реклама
khach
Электрический кот
Сообщения: 1037
Зарегистрирован: Сб сен 12, 2009 15:43:19

Re: RF network analyzer

Сообщение khach »

balmer писал(а):Спасибо, интересно посмотреть.
Жалко смесители не подписанны.
Вот тут фотки платы прототипа есть http://vrtp.ru/index.php?showtopic=22796#
ПЧ судя по фильтрам 45 МГц. Смесители SME1400Bhttp://www.mouser.com/catalog/specsheet ... 00B-17.pdf. А вообще- особо тонкое изврашение- сделать скалярник с переносом частот и детекторами на AD8307. Ведь оставался всего один шаг до векторника. В пределе можно было поставить аналоговый фазовый детектор на 7474 между каналами и получить информацию о фазе.
Реклама
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 »

Попробовал подключить AD834 напрямую ко входам - результаты настолько плохие по шумам, что даже выкладывать не буду. SA612 в этом смысле сильно лучше была.
khach
Электрический кот
Сообщения: 1037
Зарегистрирован: Сб сен 12, 2009 15:43:19

Re: RF network analyzer

Сообщение khach »

balmer писал(а):Попробовал подключить AD834 напрямую ко входам - результаты настолько плохие по шумам, что даже выкладывать не буду.
Это без коммутаоров что ли? ТОже была такая мысль, а то как то наловил кучу помех по цифровым входам управления аналоговых коммутаторов. Теперь всегда им питание отвязываю и фильтр ставлю на входы управления.
AD834 ведб полностью дифференциальная по выходу. какая выбрана средняя точка для дифф сигнала и не шумит ли смещение на ней? Вот эту аппноту надеюсь смотрели http://www.analog.com/media/en/technica ... AN-212.pdf
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 »

Нет, убрал AD8139 которая была на входах. Результаты получились чутка хуже, чем у SA612A.

Собственно говоря у SA612A были очень даже хорошие результаты. Единственное из-за разводки платы было достаточно приличное проникновение из RX в TX канал на частоте 100 МГц (на уровне -50 dB). Но это решается более грамотной разводкой и экраном поверх TX канала.

Вобщем не понравилась мне AD834. AD8139 - понравилась, хорошо работает. Но не для этого случая.

Если опять глянуть на график Изображение то у SA612A все довольно неплохо.

PS: AN-212.pdf - смотрел. Собственно оттуда и взято напряжение питания +12 вольт и вариант схемы включения. Все равно - коэффициент передачи слабоват. По Figure 13 можно увидеть, как надо извращаться, чтобы получить от этой микросхемы единичный коэффициэнт услиения.
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 »

А я таки потихоньку начал дальше делать. Развел платку на AD9958, недавно пришли с завода. Запаял, работает :)

Изображение
Изображение

Правда один косяк в разводке таки оказался. И переходных отверстий между слоями земли можно былобы побольше сделать. Впрочем на работу устройства до 200 МГц это практически не влияет.
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 »

Еще одна версия Front End для VNA. Надеюсь последняя.

Предыдущая версия (если конечно не считать предыдущей версией монстра на AD825) была всем хороша, но у нее RX и TX каналы были слишком близко. На частоте 100 МГц это приводило к -40 dB проникновению сигнала между RX и TX. Второй недостаток - линии передачи сигнала были нарисованы "от балды" в надежде, что 100 МГц это довольно низкая частота для 100 МГц сигнала. Третий недостаток - что-бы RX и TX меньше влияли друг на друга, на них переставало подаваться питание. Т.е когда измеряем сигнал с RX части, отключали TX часть и наоборот. Оказалось, что ОУ надо порядка 30 мсек чтобы выйти на рабочий режим после включения питания.

Что-ж, вот исправленная и дополненная версия.
Изображение
Изображение

Самая заметная толстая линия - это 62 Ом линия передачи ВЧ сигнала. Оказалось, что параметры совпадают с расчетными очень хорошо!
Изображение
График - это S11 параметры линии со стороны генератора от частоты 1 до 100 МГц.

Определенная ирония заключается в том, что эта длинная линия заодно оказалась и лучше согласованной, чем значительно более короткая линия для второго сигнала гетеродина.

Резисторы 0603 в TX части (вместо 0805) позволили сделать ее ещё компактнее, и получить практически идеальное согласование до 100 МГц. Впрочем надо было делать еще компактнее. До частоты 200 МГц сойдет, но подозреваю что выше лучше не испытывать судьбу.

Да, над TX смесителем (который в левом нижнем углу) потом напаяю экран. Посмотрим, насколько это снизит проникновение сигнала.
Uint32
Родился
Сообщения: 2
Зарегистрирован: Сб фев 20, 2016 05:10:59

Re: RF network analyzer

Сообщение Uint32 »

Как успехи?
В каком состоянии проект?
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 »

Отвлекался недавно на такую-вот говножелезку http://balmerdx.livejournal.com/111163.html Забавно, но в таком виде она почему-то людям нравится. Причем нравится сильно лучше других моих более проработанных конструкций.

Сейчас опять занялся VNA.
Вот, в каком-то таком http://balmerdx.livejournal.com/111367.html

Собственно VNA даже в каком-то смысле готов, я уже пользуюсь с прошлой осени. Сейчас уже готов второй экземпляр в корпусе. Вобщем буду потихоньку дальше тянуть этот проект.

Сейчас это железка работает исключительно как приставка к компьютеру. Буду потихоньку переносить код калибровки и отрисовки графиков на нее. Потом, если не надоест - буду переделывать схему, чтобы удобнее было сделать несколько экземпляров. Объединю плату на AD9958 и FrontEnd на SA612A.
Плату на STM32F405 видимо переделаю, чтобы был внешний USB->UART, исключительно для того, чтобы не геммороиться с драйверами под Windows.
Uint32
Родился
Сообщения: 2
Зарегистрирован: Сб фев 20, 2016 05:10:59

Re: RF network analyzer

Сообщение Uint32 »

Жаль, что исходники закрыли - хотел повторить.
А что не так с драйверами под Win?
Может могу помочь с этим?
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 »

Про драйвера Windows. COM порт там стандартный из сэмплов STM32. Он отлично работает под Linux/MacOs. Windows у меня дома нет, но насколько знаю драйвера требуются для него, которые нетривиально ставить.

Про закрытие исходников - собственно говоря уже более года они лежали никому не нужные на GitHub. Наступило осознание, что все равно придется все писать самому. Тут надо или быстро быстро финализировать проект. Либо таки попробовать его дополировать до "production" состояния. Решил таки дополировать. Но блин! Заниматься еще год скучной работой полировки - это реальная жесть. Смотрю на другие проекты - TransistorTester, частотометр Леонида Ивановича. Как только проект становится более-менее готовым - его копируют китайцы. Хочу ли я для своего проекта такой участи? Нет, однозначно нет.

К тому же есть некоторые интересные моменты, которые хочу попробовать. Вот например сайт одного из наших коллег, который продает очень хорошие изделия по очень низкой цене. И вот например сайт сайт продающего полное говнище задорого (и ведь покупают же!). Вобщем забавно все это, очень забавно.

PS: Прибыли из всего этого точно не извлеку. Так что не ради денег это.
PPS: К тому же когда собираешь несколько экземпляров, то можно достичь сравнительно низкой цены. Лично я ориентируюсь на цену в 10-15 тыс за готовое изделие.
Аватара пользователя
xDevs
Мучитель микросхем
Сообщения: 425
Зарегистрирован: Вт фев 03, 2009 05:16:25
Откуда: Kiev
Контактная информация:

Re: RF network analyzer

Сообщение xDevs »

Жаль, что исходники закрыли - хотел повторить.
+1, жалко. Копипастеры и без этого накопипастят, а кому правда интересно было - теперь будут лишь картинки разглядывать, к сожалению.
Да и оправдать такой ход "затратами времени" лишь не получается, ибо время то и так потрачено, хоть открыт проект, хоть закрыт :)
Понимаю, что мы тут демагогию можем устроить, и решение уже принято, так что это риторическое изливание скорее. :wink:

Красивую плату в четырех слоях с контролем импедансов мог бы помочь сделать и произвести , как и предлагал ранее :))
Keithley 2002,2001
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 »

xDevs, где ты был год назад, когда была нужна платка на AD9958? К тому-же просто развести это мало. Надо браться за кусок работы, рисовать схему, рассчитывать номиналы, и потом уже разводить плату.

Кстати то, что закрыл исходники микроконтроллера/PС части - это совсем не значит, что нет простора для творчества и схемопостроения. Вот смотрите - копаться в моих исходниках никому из окружающих неинтересно. Но видимо интересно делать радиочасть.

Схемы могу все выложить. Железки на STM32F405 и CS4272 могу запаять, запрограммировать и выслать по почте. Обновление флеша тоже могу рассылать на условиях нераспространения. Вобщем ничего не изменилось особо, было-бы желание продолжать.
Аватара пользователя
xDevs
Мучитель микросхем
Сообщения: 425
Зарегистрирован: Вт фев 03, 2009 05:16:25
Откуда: Kiev
Контактная информация:

Re: RF network analyzer

Сообщение xDevs »

Где был год назад? Где-то на 18-й странице тут и был. В итоге поговорили, но работу начать посыла небыло, хотя желание попробовать вполне было.
Понятное дело что работа не "развел полосочки и точечки и забыл", а подразумевает тесное взаимодействие и общение по узлам и блоками, ибо как работает дизайн у меня представление лишь очень очень отдаленное.

А вот по желанию - это в точку. Ибо читателям одно дело посты на форуме да картинки смотреть, совсем другое проект поддерживать на том же github-е и писать документацию куда и что где и расжевывать желающим основы и теорию.
Вот и создается впечатление, что никому не интересно. Мне конкретно было интересно попробовать силы в RF дизайне, тем более что основы и теорию уже нахватал после работы с DDR,PCIe и прочей скоростной цифрой.
Но строить с нуля или копировать желания - это точно нет, благо дохлый VNA HP 8753A ждет ремонта.

Довольно странно ожидать, что сделав проект "opensource", сразу набежит толпа желающих развивать проект.
Keithley 2002,2001
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 »

xDevs В том, что ораторские способности у меня отвратительные - это правда.

Попробовать RF дизайнить можно, было-бы желание. Сейчас это штуковина состоит из условно кусков:
1 - софт на PC (буду поддерживать Ubuntu и Windows версию).
2 - прошивка на STM32F405
3 - ADC модуль на STM32F405 + CS4272
4 - RF Аналоговой части на SA612A и ОУ
5 - генератора на AD9958

Модули 4 и 5 можно легко поменять. Стандартная система калибровки позволяет RF менять и подстраиваться под уровни сигнала. Если захочется заменить генератор, то да, придется мне кода некоторое количество дописать. Это конечно затраты времени, но договориться можно так-же.
Аватара пользователя
xDevs
Мучитель микросхем
Сообщения: 425
Зарегистрирован: Вт фев 03, 2009 05:16:25
Откуда: Kiev
Контактная информация:

Re: RF network analyzer

Сообщение xDevs »

Немного поясню почему написал изначально. Сейчас задача нарисовалась сделать эталонный генератор для настройки и калибровки AC-вольтметра, и делать буду на 50 MSPS ЦАПе (LTC1668) и SoC ПЛИС (DE1-SoC девборд).
В качестве калибровочного АЦП будет мультиметр из моей аватарки. Это совсем получится не VNA, но думаю какие-то приемы можно было бы и перенять друг у друга. Полосу планирую от 0.1Гц до 2МГц.
Выходной усилитель надо тоже делать, причем высоковольтный.

Расширить модульно диапазон до 50МГц тоже можно было бы в будущем.
Целевое назначение - цифровой калибратор для мультиметров :).
Keithley 2002,2001
Ответить

Вернуться в «Измерения»