Posts: 3.486
Threads: 29
Joined: Dec 2013
Reputation:
3.296
U VF tehnici, VNA predstavlja jedan od najkorisnijih instrumenata, dok se u audio tehnici, popgotovu u njenom DIY delu, ne sreće toiliko često.
Razlog za to je visoka cena čak i polovnih uredjaja, a i činjenica da frekventni opseg većine komercijalnih VNA počinje tamo gde se audio opseg završava.
Pre nekoliko dana naleteh na DIY projekat audio vektorskog analizatora koji me je izuzetno zainteresovao. Autor je američki radio-amater Bob Larkin (W7PUA), a ceo projekat je potpuno otvoren, od šeme i Grebera za pločicu, preko softvera, pa do datoteke za izradu kutije 3D štampanjem.
Instrument meri impedansu i transmisiju (prenosnu funkciju) u frekv. opsegu od 10Hz do 40kHz, ima ekran u boji, i može se koristiti autonomno ili priključen preko USB na PC.
Opisan je na sajtu autora:
http://www.janbob.com/electron/AVNA1/AVNA1.htm#Software
i u radu objavljenom u radioamaterskom časopisu QEX:
http://www.janbob.com/electron/AVNA1/Lar...ay-Jun.pdf
Analogni deo analizatora nije zahtevan, mada bih ga na par mesta rado izmenio, a digitalni se zasniva na Arduino arhitekturi u verziji Teensy 3.6. Autor navodi cenu od oko 100 US$ za kompletan projekat, pri čemu najveći deo otpada na Teensy modul i njegov audio interfejs.
Mislim da bi ovo mogao da bude jedan lep multidisciplinarni projekat za naš forum, u smislu da sadrži analognu i digitalnu elektroniku, softver koji se može preuzeti, ali i izmeniti (ako treba), i izradu sopstvene kutije (za one koji su opremljeni).
Što se mene tiče, važi latinska izreka "Alea iacta est" - ovaj instrument će se realizovati čim mi vreme dozvoli  .
Pozdrav
Posts: 1.244
Threads: 10
Joined: Apr 2015
Reputation:
509
Braco,
pogledaj ovu komponentu:
https://www.analog.com/en/products/ad5933.html
Dao sam jednom studentu temu za diplomski da projektuje merac impedanse, 4-zicni, pa cu javiti rezultate kako se bude napredovalo.
Pozdrav.
Posts: 3.486
Threads: 29
Joined: Dec 2013
Reputation:
3.296
Vojine, hvala za informaciju.
Vrlo interesantan čip - da sam znao da postoji, odavno bih imao VNA!
Lepo je i što evaluaciona pločica ima pristojnu cenu: čip košta nekih 35 US$, a cela pločica, zajedno sa čipom, samo 60. Kod većine drugih proizvodjača evaluaciona pločica košta i do 200 US$.
Tako za male pare može u potpunosti da se isproba ceo sistem.
Pozabaviću se ovim rešenjem prvo na papiru, ima dosta da se čita.
Pozdrav
Posts: 1.156
Threads: 27
Joined: Oct 2014
Reputation:
313
Kakva sprava za male novce!
Glavna aplikacija se vrti na računaru. Za "stand alone" uređaj ja bih samo podigao i2C pinove od onog Cypress mikrokontrolera, dodao svoj i ne bih se zezao sa pravljenjem PCB.
Posts: 3.218
Threads: 73
Joined: May 2015
Reputation:
1.619
AD5933 po meni ima problemčić koji se mora i može rešiti sa dodatnim analognim sklopovima.
Predviđen je za "Impedance measurement range from 1kΩ to 10MΩ.
Capable of measuring of 100Ω to 1kΩ with additional circuitry".
Posts: 8.703
Threads: 138
Joined: Apr 2013
Reputation:
3.604
Taj IC smo spominjali jos pre 5 godina!
https://forum.yu3ma.net/thread-561-post-...3#pid26437
Malo mu je sporan dodnji kraj mernog opsega, 100Ω je nezgodno jer ima mnogo komponenti (elektrolitickih kondenatora) koje nece moci sa tim da se izmere ...
Posts: 1.244
Threads: 10
Joined: Apr 2015
Reputation:
509
Trenutno nisam pri racunaru. Da ne kucam sa tel. popodne cu da dam komentar za ic koji sam predlozio.
Posts: 3.486
Threads: 29
Joined: Dec 2013
Reputation:
3.296
Dodatak za male impedanse je u svakom slučaju neophodan.
Nisam još pročitao dokumentaciju, ali po osećaju su mi 12-bitni pretvarači (A/D i D/A) malo problematični. Pošto se meri AC signalom, na kraju skale imamo grešku od 0,05%, koja se sa gubitkom svakog narednog bita udvostručuje.
Ovo je samo prva procena, moraću da pogledam malo detaljnije.
Pozdrav
Posts: 8.703
Threads: 138
Joined: Apr 2013
Reputation:
3.604
Generalno ovaj IC jeste zanimljiv ali ne moze da izvuce nama cesto potrebne tehnicke zahteve, treba nam mΩ merni opseg skoro svima ovde na forumu
CODEC + Class-D sa signal generatorom i faznim detektorom pa da vidimo kako radi mΩ opseg
Posts: 3.218
Threads: 73
Joined: May 2015
Reputation:
1.619
Evo pristupa prošerenju opsega otprilike kao što i ja to zamišljam.
61219.pdf (Size: 1,58 MB / Downloads: 23)
Posts: 1.244
Threads: 10
Joined: Apr 2015
Reputation:
509
AD5933 ima vrhunski implementirane funkcije za male pare. Cena od 35$ za IC mozda zvuci skupo, ali kada pogledate sta ima u sebi, nema sanse da se to tako nanapravi za te pari i jos da bude tako minijaturno. Samo merenje impedanse zavisi od aplikacije. Ja planiram da ga koristim u skroz druze stvari, ne u audio tehnici i merni opsezi mi skroz odgovaraju. Cak planiram da napravim analogni fron-end koji ce da ima 4-zicno merenje. Prosirenje opsega moze da se napravi, cak i sema postoji u PDF-u od IC-a.
Mislim da svakako treba testirati kolo i videti koje su mu mogucnosti, pa posle prema potrebi praviti analognu sekciju za razlicite opsege.
Posts: 8.703
Threads: 138
Joined: Apr 2013
Reputation:
3.604
04-07-2019, 10:21 PM
(This post was last modified: 04-08-2019, 08:45 AM by mikikg.)
Jeste vrhunski IC samo se mora dobro poradi na front-end i kao sto si rekao vrlo je vezano za merne opsege i merene aplikacije.
61219.pdf
https://forum.yu3ma.net/attachment.php?aid=29517
U pdf je pokazano kako se to sve moze odraditi i to je taj pristup stim sto su se u toj aplikaiji osvrnuli na biohemisku analizu stabljike useva gde su totalno neki drugi merni opsezi i nivoi siganla ekscitacije. (10Ω - 100kΩ)
Za nekakvu elektroniku i generalno power elektroniku mora da se ide ispod 1Ω, 100mΩ je minimum da ima takva merna sprava koja bi vredela da se ulozi vreme i trud dok bi manje od 10mΩ vec bila vrlo ozbilja sprava.
Meni je u glavi samo onaj Macolin cuveni RLC metar sa Z80 i 4-zicnim sondama, on to moze da meri, ako nasa buduca sprava sa STM32 to ne moze onda dzaba smo krecilii
Posts: 8.703
Threads: 138
Joined: Apr 2013
Reputation:
3.604
Na primer ovo je sa legendarnim NE612 mikserom i pilulicom napravljeno, bez specialnih IC.
Za nas slucaj ide STM32, Si5351 i AD5933, najverovatnije da ce morati da dodje i nesto poput LM3886
Posts: 3.486
Threads: 29
Joined: Dec 2013
Reputation:
3.296
Pretpostavljam da ćemo prvo morati da se dogovorimo oko specifikacija, pa onda da vidimo kako da ih realizujemo.
Jedno je sigurno - silazak u miliomski opseg će tražiti vrlo ozbiljnu analognu elektroniku.
Posts: 8.703
Threads: 138
Joined: Apr 2013
Reputation:
3.604
Generalno posto je VNA u pitanju, relativno slozena tematika, hajde da podjemo od toga kao sto spomenuh da iskopiramo specifikaciju nekog RLC metra i da imamo referetne tacke na 100Hz, 1kHz, 10kHz i 100kHz kako bi mogli da poredimo rezultate sa nasim trenutnim spravama koje imamo jer svaka od njih radi bar na jednoj od tih frekvencija.
VNA je prakticno to sve isto samo iseckano po frekvencij mnogo finije izmedju ovih referetnih tacaka.
Posts: 8.703
Threads: 138
Joined: Apr 2013
Reputation:
3.604
Na primer evo specifikacija za Tecpel LCR-612, "skromna", nije preterano zahtevna jer nema 4-zicno merenje
http://www.tecpel.net/LCR-612.html
Spomenuh i Macolin LCR metar, zaboravio sam model, bas bih voleo da vidim njegovu specifikaciju, mora da je za dekadu bolja!
Posts: 3.486
Threads: 29
Joined: Dec 2013
Reputation:
3.296
Oba ovde predložena rešenja su tačnija od gore navedenog primera, pri čemu AVNA1 daje u proseku najtačnije rezultate.
Kod ovog poslednjeg tačnost zavisi od toga koliko je merena impedansa daleko od referentnog (kalibracionog) otpornika. Konkretno, AVNA1 ima dva takva otpornika (50 i 5000 oma), pa je tačnost u njihovoj blizini bolja od 0,04%, dok napr. na 1M pada na skoro 3%. To ukazuje na nelinearnost u analognoj elektronici, što me ne iznenadjuje kada vidim koji se opampovi i preklopnici koriste u predloženoj verziji.
Pod pretpostavkom da je digitalni deo na odg. nivou, kratkotrajna tačnost se može obezbediti kalibracijom (automatskom ili manuelnom) pre merenja, što podrazumeva prisustvo nekoliko otpornika klase 0,01% i niskog TC u analognom delu instrumenta.
Četvorožično merenje se za te nivoe tačnosti (ispod 0,1%) podrazumeva.
Posts: 8.703
Threads: 138
Joined: Apr 2013
Reputation:
3.604
Sta je zakljucak, da li moze AD5933 da isponi istu ili mozda bolju specifikaciju samo na 1kHz u poredjenju sa Tecpel?
Ako to ne moze da ispuni (zbog internog A/D), bolje da se taj malac zaobidje za ovu konkretnu primenu jer je on inace predvidjen za malkice drugacije stvari i da se umesto toga predje na "ozbiljan" A/D D/A 24bit konverter i odradi to kako Jim Williams zapoveda 
Posts: 8.703
Threads: 138
Joined: Apr 2013
Reputation:
3.604
Opet spominjem da je sada moguce raditi preko A/D i D/A direktnu sintezu signala za te opsege koje nam treba, detektori se rade preko I/Q demodulatora sa 90* pomerenim uzorkovanjem, iz tog RAW signala se posle na PC radi "magija", moze VNA, RLC, SDR, AM, FM, RX, TX i ostale AF i RF zaludjice ...
Posts: 8.703
Threads: 138
Joined: Apr 2013
Reputation:
3.604
04-08-2019, 01:38 PM
(This post was last modified: 04-08-2019, 01:43 PM by mikikg.)
Moj pristup za VNA vise vuce ovome:
http://static.elitesecurity.org/uploads/...ter_EN.pdf
Takodje je bitno da imamo sto bollju rezuluciju uzorkovanja i tu vredi uloziti trud za front-end "sa modernim komponentama za preporuku" i tako lep-fino uzorkovan signal onda ide u PC i tamo se dalje to obradjuje.
Mozda je bolja varijanta ici ne na 24bit nego na 16bit ali sa recimo 20+MSPS konverterima, to je "puna kapa" korisnih informacija.
|
