Uwaga: Na forum proszę rejestrować się pełnym znakiem, inne nicki będą blokowane.

NOWE POSTY | NOWE TEMATY | POPULARNE | STAT | RSS | KONTAKT | REJESTRACJA | Login: Hasło: rss dla

HOME » PRZYRZĄDY AMATORSKIE » ROZWAŻANIA NA TEMAT BUDOWY VNA

Przejdz do dołu stronyStrona: 1 / 1    strony: [1]

Rozważania na temat budowy VNA

0,045- 26,5 GHz
  
SQ1GQC
24.06.2015 00:41:29
poziom 4

Grupa: Użytkownik

Posty: 253 #2131217
Od: 2014-2-18


Ilość edycji wpisu: 1
Moje zdanie jest takie, że jak bym miał na bezludną wyspę zabrać jeden przyrząd pomiarowy, to był by to VNA. Ceny nowych urządzeń obliczone są na zamożnych producentów uzbrojenia/radarów/urządzeń radiokomunikacyjnych, oraz inne instytucje finansowane z budżetów państwa i dla przykładu Keysight serii PNA model N5222A o zakresie 0,01 do 26,5 GHz to ~100000 $. Kupiony dzisiaj, na ebay'u pojawi się za 15-20 lat i będą za niego nadal wołać ze 30 k$. Przegląd tego co jest na ebay'u to trochę urządzeń HP serii 8753 sięgające 3 lub 6 GHz zazwyczaj jeszcze bez test setu. Jest troszkę starszych mikrofalowych VNA produkcji Anritsu serii 37000 do 20 albo 40 GHz (ceny od 20 k$) czy HP 8720/22.
Ja posiadam VNA Arnitsu o zakresie do 6 GHz i doświadczyłem tego jak przydatne i wszechstronne jest to urządzenie. Dużą część roboty potrafi też zrobić zestaw złożony z analizatora widma, tracking generatora i sprzęgaczy ale jak się człowiek przyzwyczai do dobrego to potem ciężko się odzwyczaić. Mimo że nie mam jeszcze na swoim koncie konstrukcji na wyższe pasma mikrofalowe to inspiracji dostarcza choćby "kanapowy klub mikrofalowców" który dosięgnął już 47 GHz a pewnie po cichu na łóżkach polowych już robią próby na 76 GHz.
Znając architekturę i budowę tego rodzaju urządzeń (VNA) spojrzałem krytycznie na swoją wiedzę, doświadczenie oraz możliwości i dokonałem analizy co w tym zakresie możliwe i realne jest do uzyskania. Nie jestem jeszcze w 100% przekonany czy w ogóle porywać się na taki projekt, a na pewno nie zacznę poważnych prac przed skończeniem innych rozpoczętych tematów. Co nie szkodzi temu że pewne próby już przeprowadziłem.
Nie bedę opisywał całego procesu analizy jaka mnie do tego punktu w jakim jestem doprowadziła, dość powiedzieć że jestem posiadaczem "HP 8515A S parameter test set 45 MHz - 26,5 GHz". Dokonałem jego zakupu na portalu aukcyjnym za wielką wodą. Oferty jakie widziałem to od ~890$ do kilku tysięcy. Wybrałem opcję nie najtańszą, ale za to po niedawnej kalibracji. Jest to sprzęt wiekowy, pochodzi z konia roboczego ze stajni HP jeśli chodzi o VNA czyli modelu 8510A/B/C. Sprzęt z tych lat (produkowali to chyba od lat 80-tych gdzieś do początku naszego wieku) jest wykonany niezwykle solidnie. W środku wszystko niemal ocieka złotem, jest ciężkie solidne i nie ma żadnej tandety. Co za tą dość sporą kasę dostałem. Poniżej uproszczony schemat blokowy oraz zdjęcie z otwartą górną pokrywą.

Obrazek

Obrazek

Wyjaśnienie numerów ze zdjęcia:

1, 2 - rezystancyjne mostki pomiarowe (sprzęgacze), tzw TRIAX Bridge
3, 4, 5, 6 - moduły samplerów będących układami przemiany częstotliwości oraz przedwzmacniaczy p.cz 20 MHz. Pełne 4 odbiorniki.
7 - VCO o zakresie 65-350 MHz i generator wysokich harmonicznych (podchodzą pod rząd 100)
8,9 - tłumiki o zakresie 0..90 dB
10 - zintegrowany przełacznik rewersyjny
11 - elektronika obsługi VCO (układy polaryzacji, wzmacniacz sumacyjny petli etc)
12 - drivery sterowania tłumików i przełacznika rewersyjnego
13 - płytka CPU i kontrolera GPIB
14, 15 - bias tee pozwalające podawać DC na wejścia
16 - zasilacz

Według mnie, to jest połowa VNA i to najtrudniejsza do stworzenia. Mostki rezystancyjne o tym zakresie to mistrzostwo. Jak stworzyć balun o zakresie 0,045-26,5 GHz? Polecam lekturę patentu numer US4720677. Jest co zobaczyć.
Czego brakuje aby z tego zrobić pełnoprawny VNA? Po pierwsze źródło. W swoim przypadku rozważam albo zastosowanie posiadanego generatora (ograniczyło by to zakres do 1-22 GHz ale było najprostsze) bądź budowa syntezera i wykorzystanie oscylatorów YIG (na przykład 4-8 GHz + 8-18 GHz + powielenie x2 drugiego oscylatora z zakresu 9-13,25 na 18-26,5 + przemiana w dół na pokrycie zakresu do 4 GHz). Kolejną brakującą sprawą jest syntezer do VCO odbiorczego o strasznie małym kroku (wielka krotność powielania). Myślałem o AD9956 (DDS+PLL). Brakuje też układu obróbki sygnału odbiorczego. Tu pewne prace koncepcyjne mam za sobą. Myślałem o takim łańcuchu: 4x LMH6514, 2xAD9640, 2xCLC5903 + STM32F4 albo F7. I to podłaczone do PC-ta albo własny wyświetlacz LCD.

Wracając do test setu. Zastanawiałem się jak sterować nim aby zmieniać nastawy przełącznika rewersyjnego, tłumików etc. Najpierw popatrzyłem na płytki i elementy i dało się z tego dużo wywnioskować. No ale trzeba by się włączać do istniejącego układu i nie było by zbyt eleganckie, a cenię sobię inżynierską elegancję. No i tu dochodzę do mojego największego zaskoczenia. Przeszukałem stronę Keysight, wszystkie dostępne fora i grupy dyskusyjne w poszukiwaniu informacji na temat komend GPIB używanych przez VNA 8510A/B/C do sterowania test setem. Jest to osobna, prywatna magistrala GPIB używana do sterowania źródłem (ten VNA miał zewnętrzny sweeper jako źródło), dyskiem, ploterem i test setem właśnie. Na grupie yahoo zajmującej się starymi urządzeniami HP ktoś rzucił że jest patent gdzie to wszystko jest opisane. Przeszukałem bazę i co znalazłem:
US4636717
US4641085
US4641086
US4669051
Są to patenty udzielone różnym konfiguracjom osób związanych z tym VNA a zawierające ni mniej ni więcej tylko większość schematu pierwszej wersji tego VNA czyli 8510A i kod źródłowy jego oprogramowania wewnetrznego! Jak kogoś interesuje wystarczy zobaczyć jeden z podanych. To największy patent jaki w życiu oglądałem ponad 1000 stron i ponad 30 MB. Jest tam też większość schematu ideowego mojego test setu. Kod źródłowy jest napisany w Algolu i assemblerze procesora Motorola 68000. Dość powiedzieć że po analizie kodu źródłowego potrafię już za pomocą GPIB zmieniać nastawy tłumików i przełącznika rewersyjnego. Załączenie samplerów to kwestia dalszej analizy i chwili czasu na próby.
A może ktoś jest zainteresowany tematem i chciał by dołączyć do projektu? Tematów do rozpracowania jest cała masa. W zamian dużo twórczego fermentu i jakaś skromna szansa na powodzenie.
Starczy na dziś

CDN...
_________________
Paweł
  
Electra21.06.2018 00:49:22
poziom 5

oczka
  
SP7CKH
25.06.2015 14:49:46
poziom 4



Grupa: Użytkownik

Lokalizacja: JO92QF Kutno

Posty: 327 #2132252
Od: 2011-8-26
Paweł , patrząc na cel jaki sobie stawiasz stwierdzam że "kanapowy klub"
może spokojnie spać na kanapie.
Sporo pracy , a na końcu i tak nie będziesz pewny rezultatów.Chyba lepiej dozbierać na pozostałe klocki.
Przynajmniej ja bym tak zrobił.
_________________
Kazik
  
SQ1GQC
25.06.2015 23:01:16
poziom 4

Grupa: Użytkownik

Posty: 253 #2132469
Od: 2014-2-18
Tak naprawdę to szukam chętnych do udziału w takim projekcie ale doskonale zdaję sobie sprawę, ze mogę nie znaleźć (i to ze zrozumiałych dla mnie względów). Ja to traktuje mocno edukacyjnie, wiele z zagadnień potrzebnych do uzyskania "jakiś efektów" to dla mnie terra incognita - ale lubię mierzyć się z problemami (dotyczy to wyłącznie problemów technicznych). Mocną barierą są koszty. Ja za tą skrzynkę dałem 1200$, a drugie tyle może kosztować reszta. Mam to życiowe szczęście że aktualnie mogę sobie pozwolić na ten wydatek ale jestem realistą i wiem jak jest. Większe szanse na powielenie (o ile powstanie) ma sygnalizowany wcześniej w tym dziale pomysł na VNA, którego koszt BOM pomysłodawca szacował na ~500$. Ale może dało by się chociaż ujednolicić część software. Nie jestem zafiksowany na rozwiązaniach które sygnalizowałem, np. układ odbiorników wzorowałem na stosowanych w nowszych VNA (pełne cztery kanały SDR, Po wstępnej przemianie do p.cz. 20MHz, VGA, A/D i układ odbiornika zawierający NCO, dwa pełne tory I/Q z mikserami, decymatorami, firami wypluwający na końcu stream cyfrowy o niskiej częstotliwości próbkowania). I to przetwarzane dopiero w procesorze.
Nikt absolutnie alfą i omegą nie jest i raczej kompletne wykonanie od a do z takiego cuda to wyczyn. Nawet jeśli moja koncepcja nie zyska uznania i nikt więcej nie będzie chciał tą drogą pójść, to będę chciał prosić o pomoc w konkretnych fragmentach tego projektu, no bo mam nadzieję że między innymi po to jest to forum. Przyznam Kazik że o Tobie też myślałem, bo wiem że dysponujesz sporymi możliwościami pomiarowymi i doświadczeniem w dziedzinach gdzie mogę mieć braki. Ale to jak przyjdzie do konkretów, to będę się o pomoc zwracał, chwilowo sygnalizuję.
Chciałbym dodatkowo w tym temacie zgromadzić swoistą "bazę wiedzy" na temat projektowania i budowy VNA. Ja analizuję sporo literatury, artykułów, patentów na ten temat i zamieszczę odnośniki do tych źródeł, może się przydadzą.
A że nie tylko ja o takiej koncepcji wykorzystania test setu myślę, przekonuje mnie ilość obserwujących pojawiające się na ebay egzemplarze. W razie totalnej klapy pozostanie do wykorzystania trochę klocków, dwa top class super-szerokopasmowe sprzęgacze (mostki rezystancyjne), dwa tłumiki 0..90 dB co 10 dB, dwa bias tee, przełącznik rewersyjny ze splitterem, cztery tłumiki 6 dB i dwa 14 dB, wszystko na 26,5 GHz ze złączami 3,5 mm.
Jeśli ktoś miał by jakieś przemyślenia w temacie (łącznie z miażdżącą krytyką), chętnie poczytam.
_________________
Paweł
  
maxbit
05.09.2015 12:25:34
poziom 6

Grupa: Użytkownik

Lokalizacja: Kraków

Posty: 1018 #2167914
Od: 2013-3-31


Ilość edycji wpisu: 1
Jako omiar VNA poruszony też został innym temacie wesoły
Te urządzenia nigdy nie będą tanie
Dlaczego ?
Powód jest prosty sprzedaż tych urządzeń jest można powiedzieć sciśle reglamentowany wesoły znaczy odbiorcami są "bogate instytucje" to raz i dwa ilości sprzedawanych tych urządzeń są symboliczne ...
I to musi kosztować
Choć ostatnimi czasami sytuacja sie troszkę poprawiła wesoły ale dalej sprzęt profesionalny bedzie kosztował tyle co ....

Samodzilene zbudowanie VNA jest skrajnie trudne i znacząco kosztowne co w konsekwencji może sie okazać że kupno czegośna ebay-u może być tańsze ...
Wieć zbudowanie VNA do 26 GHz szczerze nie widzę choć nie mówię że nie jest to możliwe ....


_________________
sq9mt
Marcin
max-bit
www.rflab.pl
  
sp2iqw
05.09.2015 14:01:46
poziom 3

Grupa: Użytkownik

Lokalizacja: Gdynia, JO94gm

Posty: 194 #2167947
Od: 2011-8-23
Jeśli ograniczymy się do niskich częstotliwości, nie przekraczających 1,3GHz, co zaspokaja większość naszych potrzeb, to doskonałym i rozsądnym cenowo jest projekt VNWA autorstwa prof. Thomasa Baiera DG8SAQ. Kilku kolegów zbudowało sobie taki przyrząd (wg wersji 1 z interfejsem przez port LPT) jak i nabywając kity, jakie kiedyś były dostępne i są w pełni usatysfakcjonowani. Pewne ograniczenia związane z przyjętym rozwiązaniem sprzętowym są bardzo efektywnie zminimalizowane przez algorytmy programowe, przez co porównanie go z komercyjnymi urządzeniami bardzo pozytywie zaskakuje aniołek.
Oczywiście aby z korzystać, trzeba coś niecoś wiedzieć z teorii obwodów ale to trivia.
Jak to wygląda w środku można znaleźć wpisując w wyszukiwarce hasła DG8SAQ VNWA a handluje (teraz już chyba tylko gotowymi urządzeniami) SDR-Kits.
  
sq9mts
05.09.2015 18:34:47
poziom 5

Grupa: Użytkownik

Lokalizacja: jn99mt

Posty: 664 #2168048
Od: 2011-6-26
Podobnie jak twórca tego posta uważam że temat wart jest pochylenia się nad nim, chętnych do włączenia się do tematu widzę są "tłumy". VNA pracujące do 1,3 oraz 4,3 GHz są już opracowane - można budować.
Ostatnio udało mi się dostać układy ADF5355 pracujące 54 MHz do 13 600 MHz, myślę że mogą one być podstawą do VNA pracującego do 13,6 GHz - a może i do 26GHz.
Nadejdą długie jesienne wieczory może znajdę czas .....
  
Electra21.06.2018 00:49:22
poziom 5

oczka

Przejdz do góry stronyStrona: 1 / 1    strony: [1]

  << Pierwsza      < Poprzednia      Następna >     Ostatnia >>  

HOME » PRZYRZĄDY AMATORSKIE » ROZWAŻANIA NA TEMAT BUDOWY VNA

Aby pisac na forum musisz sie zalogować !!!

randki | własny sklep internetowy | promocje | CyberCiekawostki | darmowe forum | sklepy
opinie, testy, oceny | katalog stron | toplsta