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: 7

#1
Relayer

Relayer

    Завсегдатый

  • Пользователи
  • 135 сообщений
  • 12 тем
  • Позывной:UR5FFR
  • Город:Одесса

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

Relayer

    Завсегдатый

  • Пользователи
  • 135 сообщений
  • 12 тем
  • Позывной:UR5FFR
  • Город:Одесса

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: 27


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: 24


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

Relayer

    Завсегдатый

  • Пользователи
  • 135 сообщений
  • 12 тем
  • Позывной:UR5FFR
  • Город:Одесса

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

Relayer

    Завсегдатый

  • Пользователи
  • 135 сообщений
  • 12 тем
  • Позывной:UR5FFR
  • Город:Одесса

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

 

Прикрепленный файл  DSC06332.jpg   208,66К   Количество загрузок: 11

 

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: 12

 

Смеситель и детектор закрыты экраном для уменьшения паразитных наводок.

 

Печатка, прошивка и управляющая программа выложена на домашней странице проекта


  • UR5FYG и Anatol68 это нравится




Количество пользователей, читающих эту тему: 0

0 пользователей, 0 гостей, 0 анонимных