Kao nastavak price iz ove teme http://forum.yu3ma.net/showthread.php?ti...7#pid26217, otvaram novu temu gde bih zeleo da prodiskutujemo o tome kako ispojektovati i napravit vektorski analizator (VNA) u DIY varijanti baziran na Analog Devices AD8302.
Obzirom da dugo vremena razmisljam o toj temi i iman "neko" predznanje, velo bih da se u temu ukljuce svi koji su raspolozeni da daju svoj doprinos u realizaciji ovog uredjaja.
VNA je generalno vrlo komplesna merna sprava i projektovanje iste nije ni malo jednostavno. Sa druge strane, VNA je izuzetno korisna merna sprava sa kojom moze da se analizira veliki broj razlicitih parametara nekog DUT (Device Under Test).
Ukratko, sta je VNA?
To je merni uredjaj koji moze da izvrsi merenja i ponasanje nekod DUT pod razlicitim uslovima, uglavno baziranih na ponasanju pri razlicitim ucestanostima.
Glavni "izvor" informacija sa kojim se dalje matematickim racunom izvlace svi ostali parametri je zavistnost struje i napona i njihov fazni stav.
Dakle DUT se pobudi nekim sinusnim signalom ciji nivo znamo (ili ga odrzavamo konstatnim), meri se struja kroz njega i prati se fazno kasnjenje struje u odnosu na napon.
U slucaju sa 2-portnim DUT-ovima, mozemo da vrsimo analizu signala koji ulazi u njega (npr nivo refleksije signala) i analizu signala koji izlazi iz njega i tada prakticno dobijamo "vektor" tih zavistnosti. Odatle i naziv za takve sprave - VNA.
Tacnu definiciju za VNA mozete pogledati na Wikipediji:
http://en.wikipedia.org/wiki/Network_ana...lectrical)
Ono sto je fino ovde i generalno moja ideja je ta da postoji vec IC koji moze da nam obezbedi vec obradjene signale koji relativno lako mozemo da iskoristimo i da od toga pomocu nekog mikrokontrolera sa A/D konverterom dalje procesiramo, analiziramo i crtamo zeljene rezultate analize.
U pitanju je Analog Devices AD8302 Gain and Phase Detector koji nam resava najbitnije i vrlo problematicne analogne delove koji jedan VNA mora da poseduje.
On poseduje dva kanala za ulaz i kao izlaz nam daje direktnu zavistnost u logaritamskoj skali pojacanje (gain) i fazu.
Ove signale treba fino digitalizovati pomocu nekog A/D konvertera koj ima dobru rezuluciju (npr >= 16bit) i DC karakteristiku (brzina je manje-vise nebitna, radi se o cca 10-20Hz).
Da bi sve ovo moglo da funkcionise, potreban nam je programibilni generator sinusnog signala sa kojim ce da pobudimo DUT + da imamo mogucnost sweep-a tj brze promene frekvencije.
Moja ideja je da se iskoriste low-cost DDS moduli bazirani na AD9850 (ima ih na Ebay za <10$, cela plocica sa IC, kristalom, R/L/C).
Ovaj modul nam generalno odreduje i neke krajnje karakteristike ove buduce VNA sprave gde prvenstveno mislim na maksimalnu frekvenciju koju moze da generise i onda se krece do max 20-30MHz (preko 20MHz vec se ne dobija perfektan sinus).
Mozda moze i neki drugi modul da se iskoristi (dajte predlog) ali bih ja voleo da pokrijemo bar HF opseg tj do 30MHz.
Preko 30MHz se stvari vec drasticno komplikuju i konstrukciji drasticno raste cena.
Bez obzira sto AD8302 fazni detektor moze do par GHz da radi, problem signal generatora ipak preovladava i ja bih se limitirao do 30MHz.
Signal iz generatora treba dalje da se pojaca / buferuje pre nego sto udje u DUT. Ovde je bitno da se odrzi neka poznata izlazna impedanca, obicno 50ohm sto je standard za takve primene.
Takodje bih ovde voleo da cujem vase predloge kako realizovati taj pojacivacki stepen.
Dodatno je ovde bitno predvideti zastite koje bi sprecile stetu na koponentama ukoliko bi se iz bilo kog razloga na DUT pojavio neki neocekivani napon ili elektrostatika (cest problem recimo kod merenja antena).
U vezi mikrokontrolera, sada imamo na raspolaganju siroku paletu vrlo snaznih i povoljnih modula koje mozemo da iskoristimo.
Prvo sto mi pada napamet je STM32 Discovery F4 ili F3 modul koji po mojoj proceni moze perfektno da zavrsi posao.
Sam kontroler ne bi imao bas mnogo posla jer je ideja da se izmereni signali sa AD8302 detektora jednostavno samo proslede ka PC za dalju obradu. U tom smislu mozda moze i neki jednostavniji kontroler da se uzme, npr neki PIC32 ili dsPIC. I oko ovoga je fino da cujemo predloge.
Sve sto dolazi posle kontrolera od podata u PC je vec drugi deo price i u ovom trenutku ne moramo oko toga da detaljno diskutujemo. Docice i to na svoj red.
Toliko za pocetak ...
Obzirom da dugo vremena razmisljam o toj temi i iman "neko" predznanje, velo bih da se u temu ukljuce svi koji su raspolozeni da daju svoj doprinos u realizaciji ovog uredjaja.
VNA je generalno vrlo komplesna merna sprava i projektovanje iste nije ni malo jednostavno. Sa druge strane, VNA je izuzetno korisna merna sprava sa kojom moze da se analizira veliki broj razlicitih parametara nekog DUT (Device Under Test).
Ukratko, sta je VNA?
To je merni uredjaj koji moze da izvrsi merenja i ponasanje nekod DUT pod razlicitim uslovima, uglavno baziranih na ponasanju pri razlicitim ucestanostima.
Glavni "izvor" informacija sa kojim se dalje matematickim racunom izvlace svi ostali parametri je zavistnost struje i napona i njihov fazni stav.
Dakle DUT se pobudi nekim sinusnim signalom ciji nivo znamo (ili ga odrzavamo konstatnim), meri se struja kroz njega i prati se fazno kasnjenje struje u odnosu na napon.
U slucaju sa 2-portnim DUT-ovima, mozemo da vrsimo analizu signala koji ulazi u njega (npr nivo refleksije signala) i analizu signala koji izlazi iz njega i tada prakticno dobijamo "vektor" tih zavistnosti. Odatle i naziv za takve sprave - VNA.
Tacnu definiciju za VNA mozete pogledati na Wikipediji:
http://en.wikipedia.org/wiki/Network_ana...lectrical)
Ono sto je fino ovde i generalno moja ideja je ta da postoji vec IC koji moze da nam obezbedi vec obradjene signale koji relativno lako mozemo da iskoristimo i da od toga pomocu nekog mikrokontrolera sa A/D konverterom dalje procesiramo, analiziramo i crtamo zeljene rezultate analize.
U pitanju je Analog Devices AD8302 Gain and Phase Detector koji nam resava najbitnije i vrlo problematicne analogne delove koji jedan VNA mora da poseduje.
On poseduje dva kanala za ulaz i kao izlaz nam daje direktnu zavistnost u logaritamskoj skali pojacanje (gain) i fazu.
Ove signale treba fino digitalizovati pomocu nekog A/D konvertera koj ima dobru rezuluciju (npr >= 16bit) i DC karakteristiku (brzina je manje-vise nebitna, radi se o cca 10-20Hz).
Da bi sve ovo moglo da funkcionise, potreban nam je programibilni generator sinusnog signala sa kojim ce da pobudimo DUT + da imamo mogucnost sweep-a tj brze promene frekvencije.
Moja ideja je da se iskoriste low-cost DDS moduli bazirani na AD9850 (ima ih na Ebay za <10$, cela plocica sa IC, kristalom, R/L/C).
Ovaj modul nam generalno odreduje i neke krajnje karakteristike ove buduce VNA sprave gde prvenstveno mislim na maksimalnu frekvenciju koju moze da generise i onda se krece do max 20-30MHz (preko 20MHz vec se ne dobija perfektan sinus).
Mozda moze i neki drugi modul da se iskoristi (dajte predlog) ali bih ja voleo da pokrijemo bar HF opseg tj do 30MHz.
Preko 30MHz se stvari vec drasticno komplikuju i konstrukciji drasticno raste cena.
Bez obzira sto AD8302 fazni detektor moze do par GHz da radi, problem signal generatora ipak preovladava i ja bih se limitirao do 30MHz.
Signal iz generatora treba dalje da se pojaca / buferuje pre nego sto udje u DUT. Ovde je bitno da se odrzi neka poznata izlazna impedanca, obicno 50ohm sto je standard za takve primene.
Takodje bih ovde voleo da cujem vase predloge kako realizovati taj pojacivacki stepen.
Dodatno je ovde bitno predvideti zastite koje bi sprecile stetu na koponentama ukoliko bi se iz bilo kog razloga na DUT pojavio neki neocekivani napon ili elektrostatika (cest problem recimo kod merenja antena).
U vezi mikrokontrolera, sada imamo na raspolaganju siroku paletu vrlo snaznih i povoljnih modula koje mozemo da iskoristimo.
Prvo sto mi pada napamet je STM32 Discovery F4 ili F3 modul koji po mojoj proceni moze perfektno da zavrsi posao.
Sam kontroler ne bi imao bas mnogo posla jer je ideja da se izmereni signali sa AD8302 detektora jednostavno samo proslede ka PC za dalju obradu. U tom smislu mozda moze i neki jednostavniji kontroler da se uzme, npr neki PIC32 ili dsPIC. I oko ovoga je fino da cujemo predloge.
Sve sto dolazi posle kontrolera od podata u PC je vec drugi deo price i u ovom trenutku ne moramo oko toga da detaljno diskutujemo. Docice i to na svoj red.
Toliko za pocetak ...