Перейти к содержимому

Добро пожаловать на Первый форум сообщества радиолюбителей Одессы и Одесской области!

Добро пожаловать на Первый форум сообщества радиолюбителей Одессы и Одесской области. Чтобы общаться на форуме, скачивать файлы и использовать другие возможности, Вам необходимо зарегистрироваться. Или войти под своим логином.
На нашем сайте нет рекламы, отключите приложения блокировки рекламы такие как AdBlock для нашего сайта, иначе вы не сможете видеть важные ссылки на темы форума.

Фотография

UR5FFR Network Analyzer


Сообщений в теме: 281

#1
Relayer

Применение Si5351 не ограничивается только синтезаторостроением. Из нее можно сделать и другие не менее полезные устройства. Например измеритель АЧХ. И то что на выходе не синус а прямоугольник при правильной схемотехнике совершенно не проблема.

 

Параметры получились такие - диапазон частот 0,1-600MHz. Номинальное выходное напряжение - 0dBm на 50ом. Динамический диапазон 75-85dB - от шумовой дорожки при замкнутом входе до макс. входного сигнала. Есть как 50ти-омный вход так высокоимпедансный (около 4.5ком). Кроме измерения АЧХ прибор может работать в режиме генератора (2 независимые частоты).

Измерения могут проводиться при достаточно сильных уровнях мешающих сигналов и наводок.

 

Устройство уместилось на платке размером 6*7см. Схема не содержит дефицитных деталей и может быть собрана за вечер. Все управление с компьютера. Подключение по USB-шнурку либо по bluetooth (опционально). Программа управления и построения графиков - оригинальная разработка.

Проект опенсоурсный - схема, печатка и прошивка будут опубликованы позже по мере подготовки и документирования.

 

А пока - видео работы с анализатором. В качестве "подопытного кролика" выступает двух контурный ДПФ. Варьируя связь между контурами наблюдаем изменение АЧХ

 

 

Домашняя страница проекта


  • UT3FT и UT5QBC это нравится

#2
UT3FT

Отличная работа :i



#3
Relayer

При разработке прибора учитывалось то, что сигнал на выходе Si5351 не синусоидальный, а прямоугольный. Как следствие третья гармоника имеет уровень всего на 10дб ниже уровня основной частоты. От нее не отстает пятая и седьмая имеющие уровень -14дб и -17дб. Использовать такой сигнал в традиционной схемотехнике NWT с широкополосным детектором нельзя. Чтобы было понимание насколько искажается форма АЧХ при этом ниже два графика одного и того же полосового фильтра. Красным цветом - правильная АЧХ. Зеленым - АЧХ снятая с использованием широкополосного детектора и прямоугольного сигнала на вхоже тестируемого устройства. Видно что по форме АЧХ существенно различаются.
 

Прикрепленный файл  narrow-vs-wide.jpg   134,73К   Количество загрузок: 282


Выход напрашивается сам собой - делать измеритель АЧХ по принципу супергетеродинного приемника. При таком построении сигнал гетеродина синхронно изменяется с изменением частоты сигнала подаваемого на вход исследуемого устройства и всегда отличается от нее на частоту ПЧ. Сделать это на Si5351 не составляет труда так как у нее аж целых три независимых генератора.
Такое построение анализатора кроме устранения проблем с несинусоидальной формой сигнала имеет и другое преимущество - ввиду узкополосности измеритель не только нечувствителен к помехам и посторонним сигналам, отличающимся по частоте от частоты на которой проводится измерение, но и имеет более низкий уровень шума, и как следствие более высокий динамический диапазон.
Получилась следующая схема:
 

Прикрепленный файл  Circuit.png   124,63К   Количество загрузок: 303


Si5351 генерирует испытательный сигнал на разъеме P2 (RF Out) с амплитудой примерно 0 dBm на 50ти омной нагрузке. С выхода исследуемого устройства сигнал подается на вход анализатора. Измеритель АЧХ имеет три входа - два узкополосных и один широкополосный. Узкополосные входы P1 и P7 отличаются импедансом - 50ом и 4,5кОм соответственно. Смеситель реализован на микросхеме SA612. Промежуточная частота выбрана равной 455kHz, что позволило осуществить фильтрацию на дешевых пьезофильтрах F1 и F2. После фильтрации и усиления в УПЧ на Q3, сигнал подается на логарифмический детектор AD8307.

Управление анализатором реализовано на готовом модуле Arduino Nano. На нем лежат функции программирования Si5351, аналого-цифрового преобразования сигнала с детектора и взаимодействия с компьютером.

Кроме двух узкополосных входов анализатор имеет так же широкополосный вход. Он необходим в случаях если исследуемое устройство преобразует входную частоту. Например мы хотим построить сквозную АЧХ приемника. В этом случае сигнал НЧ с приемника подается на широкополосный вход.

Для коммутации входов используются цифровые коммутаторы FSA3157 или 74LCV1G3157. В качестве бонуса анализатор имеет дополнительный выход P5 VFO, на котором может генерироваться сигнал любой требуемой частоты.

 


  • Vladi и Stanton это нравится

#4
UT3FT

Пару вопросов.

1. Как с линейностью обстоят дела?

2. нет ли проблем со стабильностью частоты там где нет плл используя одновременно три выхода сишки, или "Бонус" работает отдельно?



#5
Relayer

Линейность обеспечивает AD8307. В диапазоне 1-150MHz погрешности там совсем маленькие. Для калибровки нужен образцовый аттенюатор на 40дб.

"Бонусный" выход VFO работает "по требованию" - по умолчанию он выключен. Для управления Si5351 используется своя библиотека которая умеет правильно использовать один из PLL на два выхода с разными частотами. При этом стабильность частоты никак не ухудшается, но увеличивается фазовый шум, т.к. для одного из выходов используются дробные коэффициенты деления. Для данного анализатора это не критично.



#6
Klod234

Klod234

    Новичок

  • Пользователи
  • 1 сообщений
  • 0 тем
  • Город:Киев

Крутая вещь, нечего пока добавить :i



#7
UT3FT

Понял. Спасибо за ответ.



#8
Relayer

Анализатор собран на плате размер 6*7см. Монтаж односторонний. Верхний слой - земля. Присутствуют 4 перемычки.

 

Прикрепленный файл  DSC06332.jpg   208,66К   Количество загрузок: 136

 

Использованы SMD компоненты размера 1206. SA612 и AD8307 в корпусах SO-8. Si5351 установлена на переходную колодку т.к. выполнить качественно площадки под ее корпус средствами ЛУТ проблематично.

 

Прикрепленный файл  DSC06333.jpg   193,6К   Количество загрузок: 132

 

Смеситель и детектор закрыты экраном для уменьшения паразитных наводок.

 

Печатка, прошивка и управляющая программа выложена на домашней странице проекта


  • UT3FT, Vladi и Anatol68 это нравится

#9
RA4DB

RA4DB

    Любопытный

  • Пользователи
  • 66 сообщений
  • 0 тем
  • Позывной:RA4DB
  • Город:Саратов

Добрый день. Собрал прибор, но толком запустить не могу. Предполагаю, дело в тракте ПЧ. Пожалуйста, подскажите:

Какая амплитуда сигнала ПЧ после 1 фильтра? После усилителя? После 2 фильтра?


  • Pavel04 это нравится

#10
Pavel04

Pavel04

    Любопытный

  • Пользователи
  • 30 сообщений
  • 0 тем
  • Позывной:R4FAM
  • Категория:B
  • Город:ст. Тащиловка

Андрей я уж не буду повторятся



#11
RA4DB

RA4DB

    Любопытный

  • Пользователи
  • 66 сообщений
  • 0 тем
  • Позывной:RA4DB
  • Город:Саратов

Андрей я уж не буду повторятся

НО, может быть, все же повторитесь? Я ведь не знаю, что Вы говорили ранее. Я тут первый раз. 



#12
RA4DB

RA4DB

    Любопытный

  • Пользователи
  • 66 сообщений
  • 0 тем
  • Позывной:RA4DB
  • Город:Саратов

НО, может быть, все же повторитесь? Я ведь не знаю, что Вы говорили ранее. Я тут первый раз. 

Пардон. Как говорил герой одного фильма: "Извините, не узнал Вас без грима" :)



#13
Relayer

При соединенном узкополосном входе/выходе: На входе SA612 около 70-80мв. После 1го фильтра чистый синус около 150-200мв. УПЧ усиливает на 10-12dB. Усиления выбраны так чтобы макс. сигнал не превысил верхнюю границу ДД 8307. Если есть сигнал на выходе SA612, но нет синуса после фильтров - смотрите на их частоту. Если она отличается от 455кГц то ее надо прописать в коде (NWT.ino) в строке

#define IF_FREQ   455000



#14
Relayer

Делаем QER фильтр из дешевых "китайских" кварцев

 

Покупаем на ибее пачку кварцев 50штук. Например такие

 

Прикрепленный файл  ebay crystal 8MHz 50pcs.png   204,87К   Количество загрузок: 76

 

Собираем простую установку

 

Прикрепленный файл  NWT connect.GIF   8,57К   Количество загрузок: 143

 

Кварцы для фильтра не отбирались. Из пакетика с 50 штуками 8MHz кварцев были взяты первые попавшиеся. Все емкости в фильтре одинаковые и для начала были поставлены 51пф. Это оказалось несколько много, т.к. фильтр получился полосой в 1.8kHz. Следующая итерация - 27рф. Полоса - 3kHz. Финиш - 30пф и полоса 2.7kHz. Характеристическое сопротивление - 560ом. АЧХ фильтра при разных емкостях

 

Прикрепленный файл  QER-8cr-setup-bw.png   105,91К   Количество загрузок: 119

 

Итого получаем фильтр себестоимостью в 10грн :)

 

Больше картинок с АЧХ тут: Делаем QER SSB фильтр за полчаса

 



#15
Relayer

Очень просто посмотреть частоты последовательного/параллельного резонанса кварца и его паразитные резонансы. Просто подключаем его между выходом и низкоомным входом и получаем такую картинку

 

Прикрепленный файл  2017-12-25 at 12-27-37.png   45,7К   Количество загрузок: 53

 

Прикрепленный файл  2017-12-25 at 16-21-23.png   49,46К   Количество загрузок: 55

 

Промерял разные кварцы. Результаты выложил тут Измерение параметров кварцевых резонаторов

 

Так же немного подробнее расписал процедуру запуска и калибровки прибора






Количество пользователей, читающих эту тему: 0

0 пользователей, 0 гостей, 0 анонимных