Para a questão do VNA ou dispositivo japonês-chinês

"E assim foi possível?"

Em um post extremo, Jack Hansley mencionou que um dispositivo apareceu recentemente na Internet, chamado NanoVNA, ou um pequeno analisador de rede vetorial portátil (VAC) na faixa de 50 kHz a 900 MHz, com um custo de US $ 50.

"Cinqüenta dólares, Carl!"

Como Jack escreveu, não há razão para NÃO comprar um dispositivo desse tipo por esse preço, e eu concordo totalmente com ele. Não é que eu trabalhei constantemente em dispositivos de rádio, mas pedi este dispositivo no Ali e aguarde até que ele chegue para garantir os parâmetros. Os sortudos que já conseguiram adquiri-lo geralmente ficam satisfeitos, embora haja nuances. Se você acredita na informação, ela foi desenvolvida há muito tempo (três anos atrás) por um determinado japonês e expôs as fontes no Geet, e este ano os chineses abruptamente começaram a duplicá-lo e vendê-lo (o dispositivo, é claro, não japonês).

Os participantes do tópico entenderam imediatamente o que estava acontecendo. Quanto ao resto, explicarei que o preço do VAC começa em US $ 3 mil e ninguém sabe, exceto onde R&S onde termina. Você pode comprar um VAC relativamente barato com uma faixa dinâmica de 120dB e uma frequência de até 1500MHz por 176.000 rublos, e este é um valor característico. Portanto, muitos entenderão minha falta de vontade de esperar a chegada do dispositivo e imediatamente entenderão como ele está organizado e por que ele funciona, principalmente porque todas as fontes estão abertas.

Vou para o intelecto do desenvolvedor, olho para o diagrama e começo a ficar um pouco atordoado.



Omitimos o microcontrolador, a tela sensível ao toque e os botões (embora exista uma cadeira de balanço engraçada), isso é completamente desinteressante e comum, olhamos para o medidor.

Primeiro, observamos um gerador programável (sem ele é difícil imaginar o VAC) e observamos o bem conhecido (e barato) m / s Si5351A. Mas, afinal, sua faixa de frequência de saída claramente não é de 900 MHz. Eu tomo a data, do jeito que está, a frequência de saída é de 200 MHz, além disso, o sinal de saída é basicamente carvão direto (é com isso que brincamos em conexão) e não há seno.

Ok, vamos em frente e ver três misturadores balanceados no m / cx SA612AD (osciladores locais explícitos). Aqui o mesmo, em uma entrada, a frequência permitida é de até 500 MHz, na segunda, até 200 MHz, de modo que a faixa de 900 MHz claramente não é esticada.

E então, por algum motivo, as saídas dos mixers são alimentadas às entradas do m / c TLV320AIC3204 (codec de áudio), embora o MK inclua um ADC que não seja pior em velocidade e resolução. Em geral, não é um circuito, mas mal-entendidos contínuos e como a TI pode fornecer a faixa de frequência reivindicada permanece um mistério.

Convido os leitores a pensar e responder à pergunta.

Em princípio, já existem dados suficientes, mas eu (como pessoa honesta) darei mais duas dicas:

1. a faixa dinâmica do instrumento é desigual - 70 dB (50 kHz-300 MHz), 60 dB (300 m-600 MHz), 50 dB (600 m-900 MHz),
2. No fórum, um gato de rádio perguntou a alguém se era possível aumentar o alcance para 1200 e eles responderam razoavelmente (com o espectrograma) que o sétimo harmônico já era fraco demais.

Bem, mesmo que seja exatamente assim que aplicamos uma mistura de frequências ao dispositivo em estudo, mas para obter uma característica, precisamos separar algumas frequências de outras e medi-las separadamente, o que significa que precisamos de filtros passa-baixa, banda estreita e sintonizáveis ​​após o oscilador local (ou de passa-banda e de alta frequência ajustável) ele) não é uma tarefa elementar, embora seja realizável. Mas simplesmente não há filtros no circuito, e as poucas cadeias RC que estão no circuito correspondente não podem executar essa função. E, no entanto, o dispositivo funciona, como?

Tive uma idéia que inicialmente parecia engenhosa - introduzimos uma pequena sintonia na frequência do mixer. Então, na primeira entrada do mixer, temos f + 3 * f + 5 * f + ..., na segunda entrada f1 (f-Δf) + 3 * f1 + 5 * f1 + ... e na saída obtemos uma mistura de frequências
(f + 3 * f + 5 * f + ...) * (f1 + 3 * f1 + 5 * f1 + ...) = (f * f1) + (3 * f * f1) + (f * 3 * f1) ) + (3 * f * 3 * f1) + ..., então cada produto se transforma na soma (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) + .... Então, se você colocar um filtro passa-banda com uma transmissão de 0 a Δf com um corte de até 3 * Δf, somente o componente que depende do primeiro harmônico permanece e todos os outros são suprimidos e podem ser medidos com segurança. Um filtro ajustável está incluído no codec, a única questão são suas capacidades técnicas, elas devem ser suficientes.

A idéia é muito boa, permite que você use um meandro em vez de um sinusóide, mas tem uma grande falha - o que fazer com frequências mais altas (terceira e quinta harmônicas). Afinal, se você pegar a afinação para que as batidas da terceira harmônica caiam na faixa do filtro, as batidas da primeira ainda mais chegarão lá. Eu vejo preliminarmente três soluções possíveis:

1. Faça um filtro com um limite inferior ajustável, para que Δf caia na banda, mas Δf / 2 e Δf * 3/2 não. A tarefa não é simples, mas fundamentalmente resolvida com equipamento suficiente.
2. Faça o ajuste para que, para medir o terceiro harmônico do sinal, o quinto harmônico do piloto lute com ele. Então o filtro permanece simples, mas o que fazer com o quinto harmônico do sinal não é claro, o terceiro harmônico do piloto claramente não o alcança.
3. Faça medições seqüenciais - primeiro com Δf medimos a batida dos primeiros harmônicos, reduzimos Δf em 3 (2) vezes e medimos a soma do primeiro e do terceiro, da mesma forma para o quinto. Subtraia um do outro e obtenha tudo o que precisa. Aqui meu conhecimento no campo do DSP não é suficiente e não posso avaliar a viabilidade prática de tal opção.

Qual opção é implementada neste dispositivo pode ser determinada a partir de um estudo criterioso das capacidades do codec e da análise do texto do programa, mas, em princípio, isso não é tão interessante - as possíveis soluções foram descritas. Pessoalmente, eu iria para o terceiro, se for fundamentalmente viável, vou descobrir mais tarde.

PS Que tipo de pessoas moram perto (no mesmo planeta) conosco.