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. Так же вы можете войти на форум через свою учетную запись в Facebook или Twitter.
Внимание!
Наш форум не поддерживает регистрацию с почтового сервера mail.ru, bk.ru, inbox.ru, list.ru, mail.ua! Если вы всё же решили использовать эту почту, и не получили письмо подтверждения, то возможно оно попало в спам. В этом случае не забудьте его отметить как не спам!
Проблемы с регистрацией? Читаем эту тему.
Чтобы сменить фон форума, внизу с лева нажмите "Изменить Стиль".
Форум полностью поддерживает Русский язык.

Фотография

Si5351 Network Analyzer


Сообщений в теме: 120

#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 0,1-150MHz. 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


  • UR5FYG и UT5QBC это нравится

#2
UR5FYG

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: 84


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: 81


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.

 



#4
UR5FYG

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
UR5FYG

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: 51

 

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: 57

 

Смеситель и детектор закрыты экраном для уменьшения паразитных наводок.

 

Печатка, прошивка и управляющая программа выложена на домашней странице проекта


  • UR5FYG и Anatol68 это нравится

#9
RA4DB

RA4DB

    Любопытный

  • Пользователи
  • 60 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

    Новичок

  • Пользователи
  • 1 сообщений
  • 0 тем
  • Позывной:R4FAM
  • Категория:2
  • Город:ст. Тащиловка

Андрей я уж не буду повторятся



#11
RA4DB

RA4DB

    Любопытный

  • Пользователи
  • 60 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
  • 60 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: 21

 

Собираем простую установку

 

Прикрепленный файл  NWT connect.GIF   8,57К   Количество загрузок: 41

 

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: 34

 

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: 13

 

Прикрепленный файл  2017-12-25 at 16-21-23.png   49,46К   Количество загрузок: 15

 

Промерял разные кварцы. Результаты выложил тут Измерение параметров кварцевых резонаторов

 

Так же немного подробнее расписал процедуру запуска и калибровки прибора



#16
maiklab

maiklab

    Новичок

  • Пользователи
  • 5 сообщений
  • 0 тем
  • Город:Chisinau

 Уважаемый Relayer.Собрал прибор, но с запуском проблема.  Вы пишите: Если сигнала нет то заливаем сектч i2c_scan.ino (гугль). 

По отдельности всё заливается NWT.ino  и i2c_scan.ino.а вместе не хотят. 
НЕ могли бы Вы их соеденить и выложить одной прошивкой, Я не программист и пока трудно с этим. 


#17
Relayer

Вместе их заливать и не надо. Скетч i2c_scan позволяет проверить доступность Si5351 по I2C шине. Для этого надо залить скетч и открыть окно монитора в ардуине - там должен появиться адрес Si-шки. Если ни одно из устройств не обнаружено - смотрите монтаж. Или нерабочая Si-шка



#18
maiklab

maiklab

    Новичок

  • Пользователи
  • 5 сообщений
  • 0 тем
  • Город:Chisinau

Я дошёл до 2 пункта по настройке. Набираю частоту в мониторе f1000000(f5000000), она сбрасывается и пусто, набираю r0 10 одни нули, ставлю Скетч i2c_scan он периодически, что то проверяет и пишет, что не нашёл схему управления. На Si5351 кварц генерирует, плата осталась на работе. Прикрепленный файл  291220174352.jpg   196,59К   Количество загрузок: 50
Прикрепленный файл  291220174355.jpg   254,3К   Количество загрузок: 51

Так что, ВСЕМ СЧАСТЬЯ, ЗДОРОВЬЯ И УДАЧИ,  и новых клёвых разработок .  С НОВЫМ 2018 ГОДОМ !!!!!

Прикрепленные файлы



#19
Relayer

Нет связи с сишкой. Иначе сканер бы ее нашел и написал адрес. Помойте плату и с лупой просмотрите все - возможно сопля где-то или непропай



#20
Relayer

Кстати а зачем печатку то было переделывать? Тем более с такими стремными зазорами






Количество пользователей, читающих эту тему: 1

1 пользователей, 0 гостей, 0 анонимных


    danhik Chrome