A la question du VNA ou du dispositif japonais-chinois

"Et c'était donc possible?"



Dans un article extrême, Jack Hansley a mentionné un appareil récemment apparu sur Internet, appelé NanoVNA, ou un analyseur de réseau vectoriel portable (VAC) de petite taille dans la gamme de 50 kHz-900 MHz avec un coût de 50 $.

"Cinquante dollars, Carl!"

Comme Jack l'a écrit, il n'y a aucune raison de NE PAS acheter un tel appareil à un tel prix, et je suis entièrement d'accord avec lui. Ce n'est pas que je travaille constamment sur des appareils radio, mais j'ai commandé cet appareil à Ali et j'attends qu'il vienne pour s'assurer des paramètres. Les chanceux qui ont déjà réussi à l'acquérir sont généralement satisfaits, bien qu'il y ait des nuances. Si vous croyez l'information, alors elle a été développée il y a assez longtemps (il y a trois ans) par un certain japonais, et a présenté les sources sur Geet, et cette année, les Chinois ont soudainement commencé à la dupliquer et à la vendre (l'appareil, bien sûr, pas japonais).

Les personnes sur le sujet ont immédiatement compris ce qui se passait, pour le reste, je vais expliquer que le prix du VAC commence à partir de 3 000 $, et personne ne sait sauf où R&S où il se termine. Vous pouvez acheter un VAC relativement peu coûteux avec une plage dynamique de 120 dB et une fréquence allant jusqu'à 1500 MHz pour 176 000 roubles, et c'est un chiffre caractéristique. Par conséquent, beaucoup comprendront ma réticence à attendre l'arrivée de l'appareil et comprendront immédiatement comment il est organisé et pourquoi il fonctionne, d'autant plus que tous les codes source sont ouverts.

Je vais au git du développeur, regarde le diagramme et commence à être un peu abasourdi.



Nous omettons le microcontrôleur, l'écran tactile et les boutons (bien qu'il y ait une chaise berçante amusante), c'est complètement inintéressant et ordinaire, nous regardons le compteur.

Tout d'abord, nous observons un générateur programmable (sans lui, il est difficile d'imaginer le VAC) et nous observons le m / s Si5351A bien connu (et peu coûteux). Mais après tout, sa plage de fréquence de sortie n'est clairement pas de 900 MHz. Je prends la date, la façon dont elle est, la fréquence de sortie est jusqu'à 200 MHz, de plus, le signal de sortie est essentiellement du charbon direct (c'est ce que nous avons plaisanté à propos de) et il n'y a pas de sinus.

Bon, allons-y et voyons trois mélangeurs symétriques sur m / cx SA612AD (oscillateurs locaux explicites). Ici, la même chose, à une entrée, la fréquence autorisée est jusqu'à 500 MHz, à la seconde jusqu'à 200 MHz, de sorte que la plage de 900 MHz n'est clairement pas étirée.

Et puis, pour une raison quelconque, les sorties des mélangeurs sont alimentées aux entrées du m / c TLV320AIC3204 (codec audio), bien que le MK inclut un ADC qui n'est pas pire à la fois en vitesse et en résolution. En général, ce n'est pas un circuit, mais des malentendus continus et la façon dont l'informatique peut fournir la gamme de fréquences revendiquée reste un mystère.

J'invite les lecteurs à réfléchir et à répondre à la question.

En principe, il y a déjà suffisamment de données, mais je (en tant que personne honnête) donnerai deux autres conseils:

  1. la plage dynamique de l'instrument est inégale - 70 dB (50 kHz-300 MHz), 60 dB (300 m-600 MHz), 50 dB (600 m-900 MHz),
  2. Lors du forum, un chat radio a demandé à quelqu'un s'il était possible d'étendre la gamme à 1200 et ils ont raisonnablement (avec le spectrogramme attaché) répondu que la septième harmonique était déjà trop faible.

En-tête de spoiler
Le point clé est que l'appareil fonctionne sur les harmoniques de l'onde carrée du générateur. Naturellement, aux harmoniques impaires, puisque le rapport cyclique du signal est de 1/2.
Ensuite, pour atteindre la cinquième harmonique de 900 MHz, la fréquence fondamentale 900/5 = 180 MHz sera nécessaire, tout à fait dans la gamme du générateur et des mélangeurs (bien que ce dernier ne soit pas évident).

Eh bien, même si c'est exactement la façon dont nous appliquons un mélange de fréquences à l'appareil à l'étude, mais pour obtenir une caractéristique, nous devons séparer certaines fréquences des autres et les mesurer séparément, ce qui signifie que nous avons besoin de filtres passe-bas, à bande étroite et accordables après l'oscillateur local (ou passe-bande et à haute fréquence accordables) lui) n'est pas une tâche élémentaire, bien qu'elle soit réalisable. Mais il n'y a tout simplement pas de filtres sur le circuit, et les quelques chaînes RC qui sont dans le circuit correspondant ne peuvent pas remplir une telle fonction. Et, néanmoins, l'appareil fonctionne, comment?

Je suis venu avec une idée qui semblait initialement ingénieuse - nous introduisons un petit désaccord dans la fréquence du mélangeur. Ensuite, à la première entrée du mélangeur, nous avons f + 3 * f + 5 * f + ..., à la deuxième entrée f1 (f-Δf) + 3 * f1 + 5 * f1 + ... et à la sortie, nous obtenons un mélange de fréquences
(f + 3 * f + 5 * f + ...) * (f1 + 3 * f1 + 5 * f1 + ...) = (f * f1) + (3 * f * f1) + (f * 3 * f1 ) + (3 * f * 3 * f1) + ..., puis chaque produit devient la somme (f ± f1) + (3 * f ± f1) + (f ± 3 * f1) + (3 * f ± 3 * f1 ) ... = (Δf + (2 * f-Δf)) + ((2 * f + Δf) + (4 * f- Δf)) + ((4 * f + Δf) + (2 * f- Δf)) + ( 3 * Δf + 6 * f-3 * Δf) + .... Ensuite, si vous mettez un filtre passe-bande avec une transmission de 0 à Δf avec une coupure jusqu'à 3 * Δf, seul le composant en fonction de la première harmonique reste, et tous les autres sont supprimés et peuvent être mesurés en toute sécurité. Un filtre accordable est inclus dans le codec, la seule question est ses capacités techniques, elles devraient être suffisantes.

L'idée est vraiment bonne, elle vous permet d'utiliser un méandre au lieu d'une sinusoïde, mais elle a un gros défaut - que faire avec des fréquences plus élevées (troisième et cinquième harmoniques). Après tout, si vous ramassez le désaccord pour que les battements des troisièmes harmoniques tombent dans la bande de filtre, alors les battements des premiers y arriveront d'autant plus. Je vois au préalable trois solutions possibles:

  1. Faites un filtre avec une limite inférieure réglable, de sorte que Δf tombe dans la bande, mais pas Δf / 2 et Δf * 3/2. La tâche n'est pas simple, mais fondamentalement résolue avec un équipement suffisant.
  2. Faites le désaccord pour que pour mesurer la troisième harmonique du signal, la cinquième harmonique du pilote se bat avec elle. Ensuite, le filtre reste simple, mais que faire de la cinquième harmonique du signal n'est pas claire, la troisième harmonique du pilote ne l'atteint clairement pas.
  3. Faites des mesures séquentielles - d'abord avec Δf, nous mesurons le battement des premières harmoniques, réduisons Δf de 3 (2) fois et mesurons la somme des premier et troisième, de même pour le cinquième. Soustrayez l'un de l'autre et obtenez tout ce dont vous avez besoin. Ici, mes connaissances dans le domaine des DSP ne sont pas suffisantes et je ne peux pas évaluer la faisabilité pratique d'une telle option.

L'option implémentée dans cet appareil peut être déterminée à partir d'une étude approfondie des capacités du codec et de l'analyse du texte du programme, mais, en principe, ce n'est pas si intéressant - des solutions possibles ont été esquissées. Personnellement, j'irais pour le troisième, si c'est fondamentalement faisable, je le découvrirai plus tard.

PS Quel genre de personnes vivent à proximité (dans le sens sur la même planète) avec nous.

Source: https://habr.com/ru/post/fr467999/


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