Home made 1-30 Mhz SigGen

Circuite electronice, echipamente home made, aparatura de masura si control, scheme...
yo8rxp
Mesaje: 121
Membru din: Joi Aug 08, 2019 9:38 am
Contact:

Home made 1-30 Mhz SigGen

Mesajde yo8rxp » Vin Ian 06, 2023 5:41 pm

Salutare tuturor !
Dat fiind ca subiectele recente de pe radioamator punct ro au o tenta putin devianta de la spiritul hamradio / home made, am decis sa scriu cateva randuri despre home made signal generator 1-30 mhz.
Cerinte :
-puritate spectrala armonica 2 / 3/ 5 cel putin 50 dBc (carrier)
-componente relativ ieftine si usor de procurat
-display touch pentru minimizarea butoanelor / optimizare comenzi
-componente SMD pentru miniaturizare (din pacate nu este pentru cei iubitori de rezistente si componente clasice).

Componente :
- un clasic AD9850, posibil ca generatiile 9851 ++ sa fie mai bune ca si puritate data fiind diferenta dintre 10 si 14 bit DAC
-Opamp AD603 preamp/ att pentru semnal constant
-Opamp clasic in modul substractor
-DAC mcp4725 usor de controlat via Arduino
-divizoare PE4312 31.5 dB HaRP 50 ohms , am ales sa calculez doar max 30 dB pentru a usura Arduino compute values, deci 4 x 30dB max 120 dB ATT cu referinta la S9+60.
-Arduino nano ca si microcontroller
Display Nextion 5 inch capacitive legat serial la Arduino.

Logica:
AD9850 via AD603 + DAC MCP4725 va genera un semnal constant in range 1-30 Mhz si anume -13dBm adica S9+60dB
Acest semnal filtrat low pass va fi injectat intr-un lant de 4 divizoare 1-30dB , adresabile paralel via i2c gpio extender MCP23008, fiecare in parte.
In functie de sarcina de 50 ohms conectata in ATT 0-120dB, va fi introdusa o valoare de corectie ca sa pastreze output voltage constant .

Rezultate:
Deocamdata nu exista un rezultat final ci doar mai multe partiale, si anume:
Teste AD8950 + LPF : ok
Teste Att/ preamp AD603 : ok
Teste software Nextion display : ok
Urmeaza teste cu Pe4312 HaRP care sunt mai dificil de lipit , case QFN20 4mm/4mm 20 pins
73 si cele bune , Gabriel yo8rxp
Detalii proiect https://yo8rxp.com/lab-signal-generator-rxp-sig-130v1/

Avatar utilizator
YO9CHO
Mesaje: 926
Membru din: Sâm Iun 19, 2010 11:44 am
Contact:

Re: Home made 1-30 Mhz SigGen

Mesajde YO9CHO » Sâm Ian 07, 2023 5:15 am

Felicitari pentru initiativa. Am cateva intrebari daca nu sunt cu "suparare" :-)
Referire la schema block:
Inteleg ca viitorul generator, va lucra in domeniul 1-30MHz. Iesire pur Sinewave cu orice armonica redusa la mai bine de 50 de dB fata de purtatoare. Dupa mixare urmeaza un FTJ fix , un etaj de control al amplitudinii (AGC) si un atenuator programabil de 120 dB!
Sa o iau pe rand:
Bloc oscilatoare:
1. O mica corectie. Aveti referinta la 60MHz iar oscilatorul de baleiere intre 60 si 90MHz. trebuie corectara frecventa minima, la 61MHz. Nu e foarte importanta observatia asta.
M-am uitat rapid, prin net si am gasit un generator cu:
Operation range from 10kHz to 225MHz.
Tuning steps of 1Hz, 10Hz, 1kHz, 5kHz, 10kHz and 1MHz.
https://www.hackster.io/CesarSound/10kh ... n-2-bfa619
Care ar putea sa va inlocuiasca schema beat propusa acum. Ramane sa o studiati si sa vedeti daca va convine. Apropos, nu alimentati SI5351 la +5 ca nu cred ca va rezista mult. Vcc=3.3V.
Acum, semnalul de iesire este dreptunghiular LVCMOS sau HCSL. Un 3.3Vpp va duce dupa FTJ la o iesire in jur de 8-9dBm sinusoidal.
Deci folosind schema de mai sus , scapati de mixaj si de un IC SI5351.De asemeni, nu cred sa aveti nevoie de un control in amplitudine, decat daca doriti sa fiti foarte riguros cu nivelul de iesire.
2.Cel mai delicat bloc, este FTJ-ul. Asa cum l-ati gandit nu va functiona in orice frecventa generata. De ce? Simplu, sa presupunem ca aveti frecventa de taiere la 30MHz. FIXA. Poate pentru un semnal de 28MHz veti avea o atenuare de -50dB a armonicii 2 si veti regasi un superb semnal sinusoidal in iesire. Dar ce va faceti cand va duceti la 3500KHz? Veti avea toate armonicile superioare grupa mare! FTJ-ul este fix.... nu variabil...
Deci, nu stiu cum veti rezolva aceasta situatie....
3. Atenuatorul de 120dB. Cred ca ati ales o valoare cam mare...de ce spun asta? Pentru ca totul trebuie sa fie ecranat in conditii drastice si sa nu uitam ca suntem totusi hobbisti.In fine, ati intampinat o problema cu lipirea. Neaparat folositi pasta de lipire si aer cald. Nu aveti nici o sansa sa lipiti corect IC ATTENUATOR.
De asemenea, PCB primei variante, sotia a avut dreptate. Are probleme mai ales la izolarea atenuatoarelor fata de restul ...cuplaje electromagnetice deschise.
4. In final, aveti grija mare de decuplarea corespunzatoare a alimentarilor, capacitati, socuri RF.
Sper ca observatiile mele sa fie primite si analizate.
Va doresc Succes!
73!

yo8rxp
Mesaje: 121
Membru din: Joi Aug 08, 2019 9:38 am
Contact:

Re: Home made 1-30 Mhz SigGen

Mesajde yo8rxp » Sâm Ian 07, 2023 10:00 am

Din pacate, pagina web avea continutul vechi nu cel corectat, probabil ca nu am apasat butonul de publish. - Corectat 7 Ian 09:00.
1. Voi folosi doar un singur AD8950 in loc de solutia initiala. Si5351 este mult prea plin de gunoaie ca sa fie utilizat altfel decat clock generator, nicidecum in receivere.
2. Nici AD9850 nu este prea grozav insa armonica 2 incepe sa devina evidenta de la 18 Mhz, unde un FTJ cu 11 poles va taia de la 32-35 Mhz in sus. Cu prima ocazie voi testa si un AD9851 sau ceva in 14 bit.
Cei 50 dBc sunt reali in zona 1-28 Mhz, intre 28 si 30 apare armonica 2 la o diferenta de -45 dBc.
Masuratorile au fost facute doar cu FFT de la Siglent 1202 X-E osciloscope 200 Mhz, iau de bun valorile afisate.
3. Legat de divizor smd QFN20, pot comanda PCB cu lipire PE4312 in fabrica sau pot merge la reparatorii de telefoane mobile sa le lipeasca cu masa reflow sau aer cald. Pot pune sotia sa cronometreze si sa incerc eu cu aer cald si termocupla de la multimeter prinsa in zona capsulei, deci exista solutii si nu vad aici o problema reala.
4. Pe piata chinezeasca exista module gata facute, care masurate chiar scot atenuarea reglata si cablajul nu e spectaculos. PCB va avea casete de ecranare si pe fata si pe verso, fiecare divizor in parte. Conectarea intre ele se va face nu prin traseu PCB, ci prin coaxial subtire metalic de 3 mm fara izolatie (nu stiu ce producator este), in asa fel incat punctul de lipire coax va fi sub ecrane, bineinteles cu tresa lipita la masa pe toata lungimea.
5. Nivelul de 50 mV rms la intrarea in divizoare a fost ales ca referinta de S9+60 in asa fel incat la 120 dB ATT sa rezulte S1. Daca rezolv problema cu etansarea intre divizoare, ulterioare corectii via DAC sunt simplu de introdus ca aceasta referinta sa fie constanta.
Decuplari, socuri, carcasa, acestea sunt detalii viitoare, ce doresc de la acest proiect e sa am o scula de laborator pe care sa pot pune baza, fara sa arunc cu banii pe scule frumoase dar pline cu functii care nu ma intereseaza.
Legat de problema spinoasa cu FTJ variabil vs fix , asta e o problema de care se lovesc multi si unii producatori aleg sa merga mai sus cu 1 octava si cu divizor la iesire, altii fac multiple FTB cu varicapuri controlate digital. Am preferat o abordare mai simpla pentru oricat mi-as dori sa zicem -90 dBc, trebuie sa fim realisti si daca nu produc profit, achizitia unor scule nu se justifica ca radioamator.
Cu stima, Gabriel

Avatar utilizator
YO9CHO
Mesaje: 926
Membru din: Sâm Iun 19, 2010 11:44 am
Contact:

Re: Home made 1-30 Mhz SigGen

Mesajde YO9CHO » Sâm Ian 07, 2023 12:41 pm

Salut Gabriel, intr-adevar am comentat pe versiunea veche. Deci observatiile nu mai sunt valabile :)
Referitor la FTJ, eu il discutam ca recuperatorul fundamentalei din semnalul dreptunghiular al oscillatorului. Acum e depasita discutia, putand genera semnal sinusoidal.
Referitor la QFN20 tu te "plangea-i", nu eu :-) Vad ca ai solutie si asta e bine.
Ador sa vad ca in YO inca se mai construieste si nu se ia totul de-a gata. SUCCES in continuare.
Un AN NOU BUN SI BOGAT IN REALIZARI! 73 !
Florentin

yo8rxp
Mesaje: 121
Membru din: Joi Aug 08, 2019 9:38 am
Contact:

Re: Home made 1-30 Mhz SigGen

Mesajde yo8rxp » Vin Ian 13, 2023 11:15 pm

Salut Florentin, salut tare tuturor !
Dupa cum stim toti, timpul este cel mai mare dusman al nostru. Insa ca sa parafrazez un film celebru, cum vrei sa ai timp daca nu iti faci timp ?
Am cam terminat testele cu referinta 1-30 Mhz semnal constant 50 mV/50 ohms RMS, in loc de Auto level am ales valori statice precalibrate pentru DAC ca sa rezulte acelasi nivel din 500 in 500 khz.
Urmeaza sa termin PCB cu partea logica si PCB cu partea RF in asa fel incat sa rezulte un monobloc cu tot cu display.
DAC scoate intre 0 si 3.3V deci nu am scapat de Opamp substractor. Am facut teste doar cu valori de 1, 14 si 30 Mhz cu semnal constant, urmeaza sa determin DAC output pentru tot setul din 500 in 500 Khz.
Intrucat acest proces este de lunga durata, am decis sa scriu inca o pagina pentru display , doar pentru calibrare .. TODO.
Ca si satifactie.... este din belsug !
Din pacate JLCPCB nu are pe stoc componente pentru lipire in fabrica, asa ca voi comanda doar PCB si voi incerca lipire manuala pentru QFN20.
Atasez cateva poze din proiect si sper sa mearga, un video filmat cu telefonul (scuze pentru autofocus).
Pentru cei care au 2 titluri de mare maestru in radioamatorism fara sa aibe habar cum se lipesc 2 sarme si boaba de telegrafie nu cred ca e cazul sa explic cum functioneaza acest proiect, pentru ceilalti care suntem mai prosti de fel voi face la final o prezentare completa cu scheme, software opensource, PCB si metode de calibrare.
73 si cele bune !
Fişiere ataşate
WhatsApp Image 2023-01-13 at 22.07.34.jpeg
WhatsApp Image 2023-01-13 at 22.07.33.jpeg
WhatsApp Image 2023-01-13 at 22.07.33 (1).jpeg
WhatsApp Image 2023-01-13 at 22.07.32.jpeg
WhatsApp Image 2023-01-13 at 22.07.32 (1).jpeg
WhatsApp Image 2023-01-13 at 22.07.31.jpeg
WhatsApp Image 2023-01-13 at 22.07.31 (1).jpeg
WhatsApp Image 2023-01-13 at 22.07.30.jpeg

yo8rxp
Mesaje: 121
Membru din: Joi Aug 08, 2019 9:38 am
Contact:

Re: Home made 1-30 Mhz SigGen

Mesajde yo8rxp » Vin Ian 13, 2023 11:34 pm

[youtube]https://www.youtube.com/watch?v=X1KAXr_ANrA[/youtube]
Din pacate pentru radioamator.ro, embed youtube nu functioneaza deci pentru cei doritori, copy link
https://www.youtube.com/watch?v=X1KAXr_ANrA si paste in browser

YO9GJX
Mesaje: 273
Membru din: Mie Iul 28, 2010 9:33 am
Contact:

Re: Home made 1-30 Mhz SigGen

Mesajde YO9GJX » Sâm Ian 14, 2023 8:09 am


Click here to learn how to add YouTube Videos to your phpBB forum

Felicitări pentru realizare. Eu am găsit o metodă mai ciudată însă funcțională de a folosi un nanoVNA ca generator de semnal.

https://www.youtube.com/results?sp=mAEB ... generator+

Nu e prea grozavă dar are o precizie suficientă pentru nivel de amator. Am făcut teste în banda de 80m și în 255 mhz, merge mulțumitor.

yo8rxp
Mesaje: 121
Membru din: Joi Aug 08, 2019 9:38 am
Contact:

Re: Home made 1-30 Mhz SigGen

Mesajde yo8rxp » Dum Ian 15, 2023 11:23 am

Salut Gabi si multumesc mult pentru raspuns.
Initial am abordat si eu solutia cu Rigexpert AA30 insa output level este mult prea mare pentru scopul propus, iar incrementarea este de minim 1 Khz, total nesatisfacator.
Acelasi si531 este la baza lui AA30, foarte multe armonici sunt prezente si testarea unui filtru CW cu cristale este imposibil de realizat cu aceasta metoda.
Am dorit ca acest nou SigGen sa fie in range util pentru transceivere, rezolutia de 10 Hz fiind satisfacatoare cu semnal de iesire calibrat in puncte S.
Din pacate, display Nextion nu stie sa lucreze cu zecimale asa ca unele functii matematice au fost pasate ca String catre Arduino care face conversia toFloat(), fapt care a dus la complicarea suplimentara a codului. Dat fiind consumul de 500mA la 5V al displayului, am renuntat la stabilizarile liniare si am ales solutia cu step-down Pololu in comutatie de 3A, fapt care a scazut consumul la 0.25A la 13.5 V, implicit si disipatia termica pe stabilizarea de 5V.
Pana acum rezultatele sunt promitatoare, mai putin partea de calibrare manuala care dureaza destul de mult.
Poate pe viitor voi incerca solutia cu un AD8307 log detector care sa tina output de referinta constant fara a fi necesara o tabela de valori statice predeterminate pentru DAC.
73 si cele bune !


Înapoi la “Constructii electronice”

Cine este conectat

Utilizatori care navighează pe acest forum: Niciun utilizator înregistrat și 2 vizitatori