hamradioshop.ro
Articole > Echipamente si constructii radio Litere mici Litere medii Litere mari     Comentati acest articol    Tipariti

MĂSURĂTORI CU ANALIZORUL miniVNA

Partea a II-a

Cristian Colonati YO4UQ

Metodă indirectă de calibrare pentru analizorul miniVNA

 

Într-un articol anterior vorbeam despre calibrarea oscilatorului DDS al analizorului miniVNA cu ajutorul unui genertor de frecventa etalon sau unul cât se poate de precis. În forumul de discuţii despre miniVNA a apărut o propunere interesantă pe care am aplicat-o cu succes.

 

Toată lumea ştie despre frecvenţele staţiilor de emisie etalon printre care cele mai cunoscute sunt WWV (SUA) şi RWM (Rusia) care emit non stop pe frecvenţe stabile şi bine determinate. WWV emite pe 5,10 şi 15MHz cu 10kW iar RWM pe 4996, 9996, 14996 kHz cu 5kW respectiv 8kW. Frecvenţa de 10MHz este cea mai ageeată şi majoritatea transceiverelor moderne au posibilitatea de a recepţiona această frecventă.

 

Deoarece WWV nu se aude întotdeauna foarte bine în Europa calibrarea se poate face cu staţia RWM pe frecvenţa de 9996 kHz care este mai aproape de YO.

Ce este necesar şi cum se procedează?

 

-         Un calculator PC pe care să ruleze un program de comunicaţii digitale care să afişeze pe "waterfall" imaginea frecvenţei recepţionate de la staţia etalon WWV sau RWM. Programele pot fi MixW, DM780, Fldigi, etc. deschise în modul PSK31.

-         Un transceiver care să se acorde şi să recepţioneze una din staţiile etalon, conectat cu calculatorul prin interfaţa de digitale. S-a făcut recepţia staţiei RWM pe 9996 kHz cu TS-450 pe modul CW. Pe ecranul PC-ului, pe "waterfall", apare semnalul staţiei etalon sub forma unei linii fine cand semnalul este continuu sau sub forma unor puncte atunci cand staţia transmite semnalele auxiliare.

-         Echipamentul de etalonat, miniVNA, folosit în modul generator de frecvenţă. Din meniu se dă Modes > Generator.

Dacă am rezolvat vizualizarea staţiei etalon punem în funcţiune miniVNA cu programul Ig_miniVNA al lui F4CLB în modul Generator pe frecvenţa staţiei etalon iar în portul BNC DUT îi conectăm 10 - 15 cm de sârmă oarecare pe post de antenă.

 

Surpriză! Vom vizualiza pe ecranul PC-ului, pe "waterfall", un al doilea semnal sub forma tot a unei linii fine mai mult sau mai puţin decalată faţă de semnalul standard emis de staţia etalon. Figura alaturată este elocventă până la acest moment. Semnalul mai gros din ecranul "Fldigi Engine1 - waterfall only mode" din cea de a doua poză este al staţiei etalon iar celălalt este al miniVNA în modul Generator.

 

 

Urmează procedura de calibrare. Din fereastra Generator care este activă se corectează dinamic valoarea frecvenţei (prin buoanele + sau-) până când cele două semnale de pe "waterfall" se vor suprapune. În figura alăturată se vede valoarea nouă de 9996,25 kHz cu care s-au suprapus cele două frecvenţe în cazul particular al etalonării efectuate. În alt caz valoarea poate fi alta.

 

 

Cu valoarea + sau - cu care s-a făcut corecţia de suprapunere se merge în meniul lui Ig_miniVNA. Configure > miniVNA > Calibrate DDS frequency şi la poziţia Correction (roşu) se face corecţia cu aceiaşi valoare şi în acelaşi sens cu cea făcută în fereastra Generator.

 

 

În acest moment miniVNA este calibrat pe frecvenţa etalon de 10MHz. La prima operaţie de calibrare realizată în acest mod diferenţa faţă de setarea originală de fabrică a fost nesemnificativă de numai 25 de Hz.

 

Filtre de cuarţ

 

Prin amabilitatea lui Dan (YO3ZA) mi-a fost pus la dispoziţie un filtru pe 9MHz auto construit în schema clasică cu 4 cristale şi un circuit acordat la mijloc pentru care am ridicat caracteristica de funcţionare cu miniVNA în modul Transmision.

S-a pornit miniVNA şi în programul Ig_miniVNA s-a trecut în modul Transmision. S-a montat între DUT şi DET filtrul. După mai multe încercări s-a ales intrevalul de eşantionare între 8997kHz şi 9002kHz pentru a obţine curba de răspuns a filtrului cât mai clară. S-a obţinut o foarte elegantă caracteristică, remarcabilă pentru o realizare în condiţii de amator. S-a mai măsurat şi un filtru UNITRA din banda de 10,7MHz a cărui diagramă se poate vedea mai jos. Nu au fost făcute adaptări de impedanţă la intrarea filtrelor ci au fost masurate la "crud". Pentru filtul de 9MHz este prezentată pe lângă diagrama TL (Transmision Loss) şi diagrama de fază.

 

 

 

 

Lungimea cablurilor coaxiale

 

Cu ajutorul miniVNA se poate determina cu precizie lungimea cablurilor coaxiale. S-a măsurat un cablu RG8-U cu o mufă PL259 la un capăt şi în gol la celălalt cu programul Ig_miniVNA pe portul DUT al echipamentului. Din meniu se alege Modes > Cable Length. Se alege pentru tipul de cablu de măsurat Usual Velocity Factors din butonul cu ? din drepta sus. Tot în dreapta sus este afişată lungimea cablului în metrii cu precizie de cm.

 

S-a tăiat o bucăţică din mantaua de cablu şi s-a lipit tresa de firul central şi s-a facut o nouă măsuratoare în regimul de scurt circuit. Noua valoare măsurată  de miniVNA era mai scurtă cu lungimea bucăţii de cablu eliminată la punerea în scurt circuit a capătului liber. (vezi lungimea din poza 2 de 8,51m faţă de cea din măsurătoarea în gol de 8,53m)

 

 

 

 

Cristale de cuarţ.

            În următoarele capturi de ecran sunt măsurătorile făcute în modul Transmision asupra a două cristale de cuarţ: unul de 7083kHz iar cel de al doilea de 9MHz de fabricaţii diferite.

 

            Pentru aducere aminte am extras din HB 2005 digrama cu Insertion Loss (sau în digramele miniVNA este numit Transmision Loss TL) alura curbei unui cristal de cuarţ atunci când frecvenţa variază în jurul frecvenţelor de rezonanţă ale cristalului.

 

            În diagramele prezentate ca urmare a măsurăturilor se observa alura quasi identică a curbei rezultate ca urmare a măsurătorii pentru cristalul de 7083kHz.

 

            Nu am vrut să complic diagramele şi cu alura curbelor de variatia fazei dar programul miniVNA permite şi selectarea casetei Phase (din lateral stânga) şi poate trasa pe acelaşi ecran ambele traectorii.

 

            Se observă ambele frecvenţe de rezonanţă ale cristalului: cea serie la 7082,3 kHz (Marker 1) iar cea paralel la 7085,06 kHz (Marker 2) cu un ecart între ele de 2760Hz.

 

            La cristalul de 9MHz nu a ieşit în evidenţă decât frecvenţa de rezonanţă serie la care TL este cel mai mic.

 

            Măsurătorile asupra cristalelor sunt utile la construcţia fitrelor sau a oscilatoarelor VXO sau VFX.

 

            Se pare că tehnicile de eşantionare puse la dispoziţie de miniVNA asociate cu programele de prelucrare pun la dispoziţie celor interesaţi un instrument multifuncţional cu un bun raport performanţe - preţ.

           

 

 

 

 

 

 

Cristian Colonati YO4UQ

Articol aparut la 3-4-2010

9155

Inapoi la inceputul articolului

Comentarii (12)  

  • Postat de Morel - 4X1AD (4x1ad) la 2010-04-04 09:39:01 (ora Romaniei)
  • Ca si precedentele, articol excelent si foarte util. Multumiri autorului. 73 de Morel, YO3/4X1AD

  • Postat de Vasile - YO9FEH la 2010-04-04 12:06:25 (ora Romaniei)
  • Foarte documentat si usor de lecturat !Multumiri pt efortul depus !Pacat a nu am si eu asa ceva !
    73 Vasile

  • Postat de Florentin - YO9CHO (yo9cho) la 2010-04-04 12:07:57 (ora Romaniei)
  • Va felicit din nou pentru seria de articole despre miniVNA.Referitor la sectiunea de masurare quartz si parametri, pentru imbunatatirea rezultatelor , recomand studierea urmatorului articol ce poate fi de real folos:
    http://www.saunders-assoc.com/datasheets/paper/paper.pdf
    De asemeni, este de verificat nivelul de injectie la iesirea portului 1.In cazul quartz-urilor nu este recomandat ca el sa depaseasca 500uW (ideal 100uW) deoarce pot aparea fenomene nelineare sau pot duce la distrugerea quartz-ului la peste 1mW nivel de injectie.
    Pe imaginea de 9MHz (cat si cea de 7MHz-mult atenuat) observ niste "pick-uri" ce par a fi periodice.Cred ca sunt generate de VNA-("bug" soft?) Sau nivelul de putere este depasit...Nu imi dau seama.Oricum, cel de 9MHz sunt de parere ca "are o problema", cel de 7MHz avand un comportament normal.Valoarea afisata la 7 MHz pentru factorul de calitate este mult prea mica fata de o valoare reala a factorului de calitate , cred ca este data de pozitia incorecta a marker-ilor.
    Va rog sa nu luati postarea mea ca o critica, ci ca un sincer ajutor in ceea ce intreprindeti.Articolul dumneavoastra poate indruma o serie de amatori constructori catre ceea ce avem obiceiul de a numi la simpozioane "cercetare stiintifica".De fapt aceasta este calea catre constructii perfecte.
    Cu stima.

  • Postat de Victor S. - YO4SCY la 2010-04-05 14:12:20 (ora Romaniei)
  • Ca intotdeauna articolele dl. Colonati reflecta o imensa munca de documentare, ceea ce le face demne de cursuri universitare. Nici acest articol nu se dezminte. Aceste articole referitoare la miniVNA, traduse in engleza si trimise producatorului cred ca ar fi deosebit de apreciate atat de producator cat si de radioamatorii din intreaga lume.
    Multumim !
    73 cu respect de YO4Scy

  • Postat de Lari - YO9CSM la 2010-04-05 18:00:57 (ora Romaniei)
  • Sunt in asentimentul colegilor radioamatori care au postat respectivele mesaje inaintea mea,asa ca nu scriu decat un sincer MULTUMESC si multa sanatate autorului asteptand sa scrie si alte articole la fel de bine documentate.Cu stima,Lari,YO9CSM,ALEXANDRIA.

  • Postat de Alex - (neradioamator) la 2010-04-07 21:24:26 (ora Romaniei)
  • Nu trebuie uitat ca Bordul de Sunet are errori de clock care trebuie ajustate inainte de face masuratorille. Am gasit in carduri ieftine o erroare de clock care facea ca fregventa de receptie sa fie eronata pina la 1KHz.

    Alex
    -. ..--- -. -. ..-

  • Postat de Florentin - YO9CHO (yo9cho) la 2010-04-08 01:14:47 (ora Romaniei)
  • Alex, achizitia nu se face pe placa de sunet..............studiaza link-ul: http://www.wimo.com/download/SNA-2550_operating_manual_SNA2550_1_1.pdf
    Achizitia se face pe USB2.0............Cred aca ti-a scapat.

  • Postat de Alex - (neradioamator) la 2010-04-08 03:35:24 (ora Romaniei)
  • Buna Florin. Vorbesc de folosirea PSK31 cu placa de sunet ca mijloc de etalonare/calibrare a VNAului. Cascada poate sa aibe un offset de pina la 1 KHz depinzind de calitatea placii. O placa cu o astfel de problema nu te va lasa sa reglezi analizatorul correct. Cred ca stii asta dar ti-a scapat :)
    Alex.

  • Postat de Florentin - YO9CHO (yo9cho) la 2010-04-08 11:01:06 (ora Romaniei)
  • Corect!Buna observatia! Normal trebuie sa existe algoritmi de autocalibrare...intr-un soft bine conceput.Uite aici un articol: http://dl4yhf.ssl7.com/speclab/frqcalib.htm

  • Postat de Cristi - YO3FFF la 2010-04-09 16:49:55 (ora Romaniei)
  • Salut Florentin,
    "Pick-urile" observate de tine sunt perturbatii externe VNA-ului. Acest device are un detector logaritmic de banda lanrga (0-2.7GHz) AD8302 fara niciun fel de filtru. Ca atare, in modul reflexie, tensiunea este masurata in tot acest ecart de frecvente. Din acest motiv, in medii poluate radioelectric, miniVNA-ul nu este utilizabil, nici macar informativ. Cel putin in modul reflexie. miniVNA-ul meu, cu portul DUT inchis cu 50ohm arata o gramade de "pick-uri" in apartamentul de bloc din Bucuresti si aproape nici unul undeva la tara!
    Acest aparat nu este bun pentru masurari cantitative ci numai calitative, in anumite conditii!

  • Postat de Florentin - YO9CHO (yo9cho) la 2010-04-09 21:22:21 (ora Romaniei)
  • da, Cristi, este foarte posibil sa fie externe.Eu am lucrat numai cu HP.Nu am testat miniVNA, dar de ce sa nu recunoastem, ca este de un real folos in radioamatorism chiar si calitativ vorbind.Imbunatatiri se pot aduce indiscutabil.TKS info.

  • Postat de Alex - (neradioamator) la 2010-04-10 19:56:42 (ora Romaniei)
  • Eu am cumparat asta :
    http://www.box73.de/catalog/product_info.php?cPath=112_113&products_id=1827http://www.box73.de/catalog/product_info.php?cPath=112_113&products_id=1827

    si sint f. multumit

    -. ..- -. -. ..-

    Scrieti un mic comentariu la acest articol!  

    Opinia dumneavoastra va aparea dupa postare sub articolul "MĂSURĂTORI CU ANALIZORUL miniVNA"
    Comentariul trebuie sa se refere la continutul articolului. Mesajele anonime, cele scrise sub falsa identitate, precum si cele care contin (fara a se limita la) atac la persoana, injurii, jigniri, expresii obscene vor fi sterse iar dupa caz se va ridica dreptul de a posta comentarii.
    Comentariu *
     
    Trebuie sa va autentificati pentru a putea adauga un comentariu.


    Opiniile exprimate în articole pe acest site aparţin autorilor şi nu reflectă neapărat punctul de vedere al redacţiei.

    Copyright © Radioamator.ro. Toate drepturile rezervate. All rights reserved
    Articole | Concursuri | Mica Publicitate | Forum YO | Pagini YO | Call Book | Diverse | Despre Radioamator.ro | Contact