Rozważania na temat budowy VNA
0,045- 26,5 GHz
    KB pisze:


    Cześć Paweł,

    Podział projektu na moduły - oczywiście.

    Moduł p.cz. bardzo szczęśliwyVGA + quadrature sampling processor (czy jak tam to opisują - różnie), 2(4)x 50Ohm in ->,, 16 bit data out + cpu/io + szczegóły, np. zegar referencyjny do dds'ów.

    Zastanawiałem się nad tym co ogólnie nazywamy "interfejsem użytkownika" i wydaje mi się, że ponieważ hp8515 nie należy do kategorii urządzeń mobilnych więc tradycyjny laptop będzie jak najbardziej odpowiedni tym bardziej, że graficznie tryb reflection jest wymagający - na przykładzie orginalnego oprogramowania do vna sprowls'a widzę, że jest naprawdę dużo do wykreślania. A im lepiej poznaję to oprogramowanie (chociaż jest w liberty basicu) tym bardziej doceniam matematykę zaszytą tam mimo uproszczeń (i np braku wbudowanego w "kompilator" typu double _Complex) - nie język.

    więc optuję raczej za jakimś pcb w frezowanym alu chassis z być może jednym fi3 ledem i interfejsem usb lub ethernet. Jeśli ethernet to wtedy może np. jakiś imx6 i arm Linux koniecznie - ale to nieważne. (teraz)

    Prototyp: Dziękuję to bardzo interesująca propozycja,

    Elementy: rozumiem, fajnie, że już masz je. Ja zrobiłem mały przegląd co gdzie można kupić i doszedłem do wniosku, że clc5903 nie występuje już u dystrybutorów takich jak mouser czy farnell. lm975.. jest jego następcą (=100% kompatybilny logicznie) więc użyłbym tego, gdybym miał to budować od podstaw.


    Zegar samplujący: jestem "za a nawet przeciw", już piszę dlaczego jestem bardziej za obniżeniem zegara niż używaniem wysokich MHz:
    Spojrzałem tylko na ilość tap'ów filtru fir i notę BW 2.6kHz @ 65MSPS, ja chciałbym mieć możliwość użycia RBW jak namniejszego z możliwych więc byłbym skłonny zejść nawet na 24MHz, co oznacza pośrednią 6MHz. W swoim domowym vna mam filtr RBW "Krystaly" 0.5kHz @ 10.7M

    Fajnie byłoby użyć AD6620 - ten ma więcej ramu =>,, więcej fir tapów ale wymaga innych przetworników A/D, np AD6600, takich, gdzie AGC jest zrealizowane w przetworniku i przetwornik podaje iluś bitową mantysę i 3 bitową exponentę (rssi) a "processor" jest pozbawiony agc - to jest różnica między CLC/LM.

    to wszystko układa się w następujący zbiór rozwiązań:

    analog devices - mało satysfakcjonujaca dynamika (nie znalazłem nic lepszego niż AD6600) za to RBW z uznaniem,
    TI - dynamika ok, czyli co najmniej 120dB do osiągnięcia ale najwęższe RBW takie sobie, chyba nie da się uzsykać nic lepszego niż 500Hz,
    klub Keysight, RS, Anritsu - napewno AD ma jakieś ciekawe przetworniki, bo AD6620 został zaprojektowany z 16-to bitową mantysą, tylko dobre ADC są dostępne dla wybranych i odpowiednio bogatych.

    Czyli może DDS do zagara samplującego ? + filtr albo dwa filtry i układ "clock recovery" (wariant "samo-biasującej się" bramki not)

    A jeśli pośrednia 6MHz to:
    czy zrobić ją przez dodatkowe down-mixery ?
    czy też odpowiednio sterować vco w hp8515 i generatorem "rf in" tak, żeby samplery produkowały 6MHz p.cz. ?

    CLC5903/ LM97593:

    Tak, programowanie tego też mnie fascyjnuje tym bardziej, że sporo naczytałem się o korekcji błędów w quadrature sampling więc Twoja propozycja zbudowania prototypu i wypożyczenia mi jest bardzo atrakcyjna, mógłbym praktycznie przećwiczyć wyznacznie Mag, Pha z I,Q z uwzględnieniem wszystkiego co tam jest potrzebne po drodze, żeby to osiągnąć. Dobrze osiągnąć (a nie cośtam-cośtam).

    Tak, 14 bitów to więcej niż 12 ale z drugiej strony .. z karty katalogowej LM wynika: "123 dB Dynamic Range with CLC5526", CLC5526 to też już zabytek a LMH6514 ma większe wzmocnienie niż clc5526 więc tym bardziej te 120dB powinno dać się osiągnąć i jest większy margines na różne "niedoskonałości" jak np. plan masy pod filtrami różnicowymi czy inne takie tam np dławiki pręcikowe epcosa vs tdk. oczywiście dławiki pręcikowe mają generalnie wyższy własny rezonans ale kiedy rezonans własny tych ekranowanych jest ciągle ok, to jednak lepiej używać te "ekranowane" - doświadczyłem tego osobiście.

    Oprogramowanie AGC w CLC/LM do LMH6514 też będzie wymagało skupienia się na dokumentacji.


    Prototyp - podsumowanie:
    - wybór pośredniej, czy 20M czy mniej,
    - interfejs cyfrowy między clc/lm a cpu być może gold-piny, tak żeby można było pcb cpu zastąpić innym pcb/cpu bez konieczności budowy kolejnego modułu lmh/clc
    - cpu: może jakiś stm32 byle byłoby usb, niekoniecznie serii L (32MHz) bo może stwarzać problemy z wysokim zegarem samplującym - np. impulsy rdy.
    - stm powinien wypychać I,Q 2x32 bity do aplikacji na PC, odpowiednio konfigurować DDSy, CLC, inne.
    przynajmniej tyle na razie.

    wydaje mi się, że to powinny być dwa pcb:
    #1 opcja: down mixery 20M->,,6M, DDS ?, lmh, clc, <,,- interfejs ->,,
    #2 cpu board ->,, usb

    mogę pomóc przy projektowaniu pcb. kiedyś kupiłem pełną licencję na eagle (bo był dobry powód i można go uruchomic pod linuksem bez vmwarów czy innych sztuczek) - przyda się ?


    Samplery:
    To jest bardzo ciekawe - chętnie poczytam/posłucham ale nie potrafię się zgodzić lub niezgodzić aniołek


    Web gui technologie:
    słabo się w tym orientuję. mój log(dystans do programowania sprzętu * Linux userspace * Linux kernel * uBoot Arm) <,,<,,0 a log(dystans web technologie) >,,>,, 0
    w skali liniowej .. po prostu przepaść ..
    nawet w odwiecznym sporze o wyższość świąt czyli C vs C++ jestem po stronie Torvalds'a. (C)


    Wzorce:
    Bardzo dziękuję za pomoc. Naprawdę chętnie skorzystam, właśnie kupiłem te m-sma amphenola 901-9895-RFX w TME (nowość !), żeby sobie coś takiego złożyć i użyć współczynników C0..3 wyznaczonych przez autora tego rozwiązania.
    L0..3 nie mógł wyznaczyć.

    Chcę wstępnie zwryfikować moją implementację kalibracji OSL wg modelu błedu: S = (M - b)/(a - c*M), pod kątem czy jakaś mała pomyłka nie spowodowała kolosalnych błędów wręcz wyników bez sensu.

    Ten link - bardzo ciekawy. Nie znałem METAS

    Pozdrawiam,
    Krzysztof




Dzisiaj pokrótce odniosę się do kilku zagadnień, bo poruszyłeś całą masę. Myślę że i tak będziemy musieli nawiązać bezpośredni kontakt, ale chwilowo proponował pozostać w tym temacie, gdyż ma to walor backupu pomysłów.
Proponuję pozostać przy rozwiązaniach TI, poprostu już wykonałem część prac, kupiłem elementy i szkoda tego zmarnować. Na co kasę wydawać zawsze się znajdziewesoły Pewnie najlepiej by to było zrobić w FPGA ale mi brakuje wiedzy i doświadczenia więc lepiej zostać przy realnych możliwościach. Całe szczęście, że CL5903 jest 100% zgodny softwarowo z LM97593 więc pierwsze próby nie muszą determinować ostatecznego rozwiązania. Z doświadczenia wiem, że cięko może być przycelować w dynamikę 120 dB całego toru. Mimo teorii z dołu limitować mogą choćby szumy fazowe generatorów czy możliwy do uzyskania poziom ekranowania i przesłuchy międzykanałowe. Za to od góry możliwości uzyskania dużej mocy, dobrych sygnałów w szerokim paśmie. Moje VNA zarówno Anritsu jak i HP mają w zależności od częstotliwości dynamikę pewnie realnie od 90 do 105 dB i jest to absolutnie użyteczne. Wiadomo że trzeba wszystko ze sztuką, ale co wyjdzie na końcu?
Co do częstotliwości samplowania, to można by pomyśleć o wariantowym wyborze. I tak zegar raczej powinien być syntezowany z 10 czy 100 MHz master zegara.
Co do małych RBW. 8510C w ogóle nie ma wybory szerokości pasma IF, ma na stałe 10 kHz. Zamiast zwężania pasma IF można stosować uśrednianie. Mój Anritsu ma możliwość zawężenia pasma IF do 10 Hz, a maks 30 kHz. Przy 10 Hz pomiary a w szczególności kalibracja ciiiiąąąąąągggggnieeeee sięęęęęęę nieeeemiłoooooosiernieeee.
Zastanawiałem się, czy ewentualnie nie można by przeprowadzić dodatkowej decymacji w software? Nie wiem na ile to jest kosztowne?
Co do samplerów. Największe kłopoty z wykorzystaniem wprost test-setu 8515A widział bym właśnie w samplerach i synchronizacji comb-generatora. Wgłębiałem się jakiś czas temu i nie byłem do końca przekonany że to by działało. Strojenie było kilkuetapowe, jakiś pretuning, różne nachylenia charakterystyk. Stabilne dobranie parametrów pętli może być kłopotliwe, dodatkowo krok syntezera musi być mały ze względu na krotność powielania. No i ze względu na tę krotność, wynikowy kąt przewodzenia diod samplera dla badanej częstotliwości jest bardzo mały. Skutkuje to dużymi szumami. Sam sampler ma współczynnk szumów chyba w granicach 30 dB. Dodatkowo przed nim jest sprzęgacz/mostek, bias-tee, złacze, kabel etc. Nie pamiętam już czy tę wiedzę zaczernęłem z artykułu w HP Journal czy dyskusji na forum Keysighta (może pisał na ten temat tam dr Joel P. Dunsmore?). Następca 8510C, powstała na początku XXI w seria PNA ma test sety oparte na mieszaczach. Tak, jest to kosztowne jeśli chodzi o częstotliwość heterodyny. Ewentualnie można stosować mieszacze harmoniczne ale z mniejszą krotnością niż samplery. A co za tym idzie mniej szumiące. Mam swoje przemyślenia co do możliwych mieszaczy, ale to raczej pod kątem 8517B. Można też ostatecznie spróbować okiełznać samplery, ale trzeba się liczyć z dość skomplikowanym syntezerem, pewnie DDS+PLL.
Co do wybowu STM-a może właśnie takie Nucleo H743? Kosztuje ~115 PLN, a ma w sobie sporo powera. Pewnie dało by się w tym nawet jakieś funkcje DSP implementować w razie potrzeby. Szkoda chyba tracić energii w tym miejscu na projektowanie własnej płytki? Bare-metal czy jakiś OS?
Co do Projektowania PCB ja używam KiCAD'a. Optował bym raczej, żeby ten fragment który ja chcę skończyć tak schemat jak i pcb powstały w jednym narzędziu. Kwestia posiedzenia kilku dni.
Co do obmierzenia wzorców, odezwij się na PM ustalimy co i jak. Wyślę Ci też mój numer telefonu, bo pisanie takich wypracowań strasznie długo trwa, możemy umówić się na pogawędkę. Możesz też pomyśleć o wzięciu udziału w Jesiennych Warsztatach Mikrofalowych. To w zasadzie taki nasz forumowy zjazd odbywający się dwa razy do roku. Wiosenna edycja odbyła się kilka tygodni temu, ma charakter troszkę bardziej ogólny i krótkofalarski a jesienna edycja (okolice listopada) to warsztaty, pomiary, technika mikrofalowa. Referat wraz z prezentacją Twojego VNA spotkał by się na pewno z dużym zainteresowaniem.


  PRZEJDŹ NA FORUM