Odpowiedz 
 
Ocena wątku:
  • 0 Głosów - 0 Średnio
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Nowy VNA
SP9BSL Offline
Sławek
****

Liczba postów: 740
Dołączył: 20-10-2015
Post: #11
RE: Nowy VNA
Witajcie,
obiecałem krótki raport, troszkę to trwało z powodu konieczności wprowadzenia kilku usprawnień, jako że egzemplarz który posiadam wykazuje choroby wieku dziecięcego, czyli nie do końca poprawna izolacja portów oraz problemy termiczne. Pierwszy z podanych problemów udało się rozwiązać przez dodanie dodatkowych otworów do skręcenia górnej części pokrywy z dolną, oraz wklejenie uszczelek EMI wokół złącz SMA. Efekty w załączonym pliku.

.pdf  VNA2 measurements.pdf (Rozmiar: 1.38 MB / Pobrań: 471)

Analizator po kalibracji wykazuje izolację między portami na poziomie >90dB w zakresie do 3GHz, powyżej jest troszkę gorzej. Kierunkowość na poziomie >60dB do 3GHz, powyżej w zasadzie nie gorzej niż 40dB. Moim zdaniem to rewelacyjny wynik biorąc pod uwagę to że urządzenie zostało zaprojektowane w warunkach domowych. Na razie analizator jest w fazie testowania, powstała już nowsza wersja ale nadal wymaga drobnych poprawek. Z rzeczy które w obecnej wersji wymagają poprawy to konstrukcja obudowy umożliwiająca oddanie sporej ilości ciepła - urządzenie nagrzewa się do temperatury około 50 stopni. Powodem są 2 generatory PLL MAX2871 oraz kilka mieszaczy które wydzielają sporo mocy w młej objętości obudowy (120x100x12mm). W zasadzie wystarcza już nadmuch z wentylatora 80mm zasilanego z 5V aby temperatury spadły poniżej 35 stopni. Pozostaje czekać na finalną wersję i dostępność na Ali... Urządzenie jest zasilane z portu USB ale nie wszystkie płyty główne chcą współpracować z takim poborem prądu (ponad 0.5A), o dziwo u mnie działa dobrze z portu stacji dokującej notebooka Dell'a. W najnowszej wersji jest możliwość wykorzystania zewnętrznego zasilacza 5V.

Oprogramowanie pochodzi od autora urządzenia (wszystkie zrzuty pokazane w załączniku), i jest otwarte. Dodatkowo można używać oprogramowania zamkniętego znanego z nanoVNA autorstwa OneOfEleven. To ostatnie wspiera tylko pracę z jednym portem.

Planuje użyć analizatora do zdejmowania charakterystyk tranzystorów na potrzeby symulacji ich dopasowania we wzmacniaczach. Postaram się za jakiś czas pokazać efekty z użyciem QUCSa.

73 Sławek
30-12-2020 0:38
Odwiedź stronę użytkownika Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
SP3GO Offline
Rafał
***

Liczba postów: 182
Dołączył: 15-04-2015
Post: #12
RE: Nowy VNA
Wynik jest naprawdę imponujący, ale chyba należało się tego spodziewać, biorąc pod uwagę ogrom pracy włożony w to urządzenie.
Mam kilka pytań techniczno-praktycznych...

Pierwszy wykres pokazuje właściwie maksymalne możliwości urządzenia, ale z tego co widzę, to mamy tam 10-krotne uśrednianie. Ile wtedy trwa pomiar przy pojedynczym przemiataniu całego zakresu?
A ile trwa pomiar bez uśredniania? (brak uśredniania na innych wykresach poza ostatnim)
Jak wygląda ten sam pomiar izolacji (oczywiście również po kalibracji), ale bez uśredniania?

Czy mocne grzanie się urządzenia wpływa na pomiary? Jaki czas trzeba odczekać po włączeniu urządzenia, zanim pomiary będą wiarygodne?
Na ile stabilne są pomiary kalibracyjne? (zakładając już nawet wysoką, ale ustabilizowaną temperaturę urządzenia podczas pracy)
Czy pomiary kalibracyjne trzeba powtarzać przed każdym pierwszym pomiarem, jeśli urządzenie było wyłączane a kable odpięte?

Ile czasu trwa sama procedura kalibracji SOLT?
Czy obliczeniowo kalibracja robiona jest w 12-parametrowym modelu błędów, czy pełnym 16-parametrowym? (to pewnie bardziej pytanie do autora)

Jeśli dobrze mi się wydaje (po ostatnim zdjęciu z portem SMA), to autor użył standardowego laminatu 1,6mm - czy jest w planach modyfikacja na laminat 0,8mm (albo jeszcze cieńszy)? Pewnie grubości ścieżek gdzieniegdzie musiałyby być zmienione, ale może taki laminat dałby również poprawę izolacji między portami.

Czy elementy, które wydzielają najwięcej ciepła mają od góry połączenie termiczne z obudową? (przez odpowiednie "wypustki" w obudowie i dalej termo-klej lub termo-gąbkę) - coś podobnego do rozwiązania z Raspberry Pi, gdzie aluminiowa obudowa jest jednocześnie radiatorem dla najbardziej grzejących się elementów.

Prócz pierwszego wykresu izolacji, gdzie mamy warunki możliwie bliskie pełnemu dopasowaniu, być może możliwości urządzenia w temacie pomiaru wysokich impedancji pokazałby również jakiś wykres np. z portami otwartymi i takim wyskalowaniem wykresu w pionie, aby możliwie dokładnie pokazać "zafalowanie" wykresów S11/S22 w okolicy 0dB oraz jaki mamy poziom "śmieci" wchodzących do urządzenia na podstawie S21/S12 w takich warunkach.
Bo w końcu S11/S22 w okolicy pełnego dopasowania pokazuje nam z jaką dokładnością zmierzymy 50 omów i tam -40dB czy -60dB nie robi większej różnicy (błąd w granicach 1 oma). Bardziej interesujące jest wtedy to, jak zachowują się parametry S11/S22 dla coraz wyższych impedancji, gdzie jest ta górna granica urządzenia i na ile wiarygodny jest taki pomiar...
(jako bonus ten sam pomiar z odpowiednim wyskalowaniem w pionie, ale z zapiętym SHORT na obu portach)

Pozdrawiam,
Rafał SP3GO
30-12-2020 11:31
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
SP9BSL Offline
Sławek
****

Liczba postów: 740
Dołączył: 20-10-2015
Post: #13
RE: Nowy VNA
Witaj,
(30-12-2020 11:31)SP3GO napisał(a):  Wynik jest naprawdę imponujący, ale chyba należało się tego spodziewać, biorąc pod uwagę ogrom pracy włożony w to urządzenie.
Mam kilka pytań techniczno-praktycznych...

Pierwszy wykres pokazuje właściwie maksymalne możliwości urządzenia, ale z tego co widzę, to mamy tam 10-krotne uśrednianie. Ile wtedy trwa pomiar przy pojedynczym przemiataniu całego zakresu?
A ile trwa pomiar bez uśredniania? (brak uśredniania na innych wykresach poza ostatnim)
To zależy od ustawienia pasma odbiornika (w zasadzie ilości binów fft które są sumowane), przy ustawieniu które jest na zrzutach pomiar trwa około sekundy. Autor wprowadził średnią ruchomą i aktualizacja jest po każdym pomiarze. Jeśli zwiększyć szerokość RBW to jest kilkadziesiąt pomiarów na sekundę ale ze zrozumiałych powodów podłoga idzie do góry. Ustawienie przy którym robiłem pomiary to jest optimum dynamiki w rozsądnym czasie.
Cytat:Jak wygląda ten sam pomiar izolacji (oczywiście również po kalibracji), ale bez uśredniania?
szum około 10dB wyżej.
Cytat:Czy mocne grzanie się urządzenia wpływa na pomiary? Jaki czas trzeba odczekać po włączeniu urządzenia, zanim pomiary będą wiarygodne?
Na ile stabilne są pomiary kalibracyjne? (zakładając już nawet wysoką, ale ustabilizowaną temperaturę urządzenia podczas pracy)
Nie ma wpływu temperatury na pomiary jeśli urządzenie się ustabilizuje termicznie, sprawdzałem po 45 minutach i było tak samo. Do momentu stabilizacji pomiar zmienia się około 10..15dB. Problemem jest różna rozszerzalność termiczna laminatu/obudowy i nienajlepszy styk pomiędzy aluminium a złoconymi odsłoniętymi powierzchniami masy na pcb.
Cytat:Czy pomiary kalibracyjne trzeba powtarzać przed każdym pierwszym pomiarem, jeśli urządzenie było wyłączane a kable odpięte?
to wszystko zależy od tego jak dokładnie mają być przeprowadzone pomiary i w jakim zakresie częstotliwości, jeśli z dużą dynamiką to oczywiście tak, w końcu to są tylko złącza SMA. Przewody które zostały dostarczone z urządzeniem to 2 odcinki 25cm wykonane z typowego RG402. Zmiana położenia tego typu przewodów dla wysokich częstotliwości (powiedzmy od 3 GHz) także powoduje zmianę podłogi. W profesjonalnych analizatorach same przewody to bardzo duży wydatek a i tak trzeba kalibrować po każdej modyfikacji układu pomiarowego.
Cytat:Ile czasu trwa sama procedura kalibracji SOLT?
Czy obliczeniowo kalibracja robiona jest w 12-parametrowym modelu błędów, czy pełnym 16-parametrowym? (to pewnie bardziej pytanie do autora)
Czas kalibracji zależy od czasu przemiatania, jak wcześniej podałem: szerokość filtra, ilość uśrednień... Co do algorytmu to nie wgłębiałem się jeszcze w software, pod tym linkiem dostępna jest instrukcja gdzie pokazane są zrzuty okna kalibracji. Można także wprowadzać dane kitu kalibracyjnego jeśli masz takowy lub posiadasz parametry zdjęte profesjonalnym sprzętem.
Cytat:Jeśli dobrze mi się wydaje (po ostatnim zdjęciu z portem SMA), to autor użył standardowego laminatu 1,6mm - czy jest w planach modyfikacja na laminat 0,8mm (albo jeszcze cieńszy)? Pewnie grubości ścieżek gdzieniegdzie musiałyby być zmienione, ale może taki laminat dałby również poprawę izolacji między portami.
Nie wiem czy przyglądałeś się projektowi pcb i widokowi elementów, płytka jest 4-ro warstwowa ze stackup'em JLC, elementy 0402 więc jak się domyślasz nie ma za dużej kombinacji z szerokością ścieżek. Laminat oczywiście FR4 ale jak widać to wystarcza.
Cytat:Czy elementy, które wydzielają najwięcej ciepła mają od góry połączenie termiczne z obudową? (przez odpowiednie "wypustki" w obudowie i dalej termo-klej lub termo-gąbkę) - coś podobnego do rozwiązania z Raspberry Pi, gdzie aluminiowa obudowa jest jednocześnie radiatorem dla najbardziej grzejących się elementów.
Oczywiście, w górnej części obudowy autor umieścił wyspy które poprzez podkładki silikonowe dotykają górnych części obudów układów, to jednak nie jest najlepsze rozwiązanie. Sprawdziłem trochę inne podejście, dodałem thermal pady (10x10mm 3.2W/mK 2mm grube) od spodu PCB do dolnej pokrywy. Kostki w obudowie QFN mają lepsze chłodzenie przez swój "exposed pad" niż przez plastik obudowy, po tej zmianie dół obudowy jest wyraźnie cieplejszy od góry i urządzenie szybciej dochodzi do właściwej, stabilnej temperatury.
Cytat:Prócz pierwszego wykresu izolacji, gdzie mamy warunki możliwie bliskie pełnemu dopasowaniu, być może możliwości urządzenia w temacie pomiaru wysokich impedancji pokazałby również jakiś wykres np. z portami otwartymi i takim wyskalowaniem wykresu w pionie, aby możliwie dokładnie pokazać "zafalowanie" wykresów S11/S22 w okolicy 0dB oraz jaki mamy poziom "śmieci" wchodzących do urządzenia na podstawie S21/S12 w takich warunkach.
W wolnej chwili zrobię pomiar.
Cytat:Bo w końcu S11/S22 w okolicy pełnego dopasowania pokazuje nam z jaką dokładnością zmierzymy 50 omów i tam -40dB czy -60dB nie robi większej różnicy (błąd w granicach 1 oma). Bardziej interesujące jest wtedy to, jak zachowują się parametry S11/S22 dla coraz wyższych impedancji, gdzie jest ta górna granica urządzenia i na ile wiarygodny jest taki pomiar...
(jako bonus ten sam pomiar z odpowiednim wyskalowaniem w pionie, ale z zapiętym SHORT na obu portach)
Oczywiście, dokładność pomiaru impedancji powyżej 40dB nie jest normalnie potrzebna, ma natomiast spore znaczenie dynamika dla S21/S12. W pomiarze filtra na 2.4GHz widać jak to wygląda w praktyce.

Postaram się zrobić jakiś filmik z tempa odświeżania okien pomiarowych, praca fpga robi porażające wrażenie...

73 Sławek
30-12-2020 13:59
Odwiedź stronę użytkownika Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
SP9BSL Offline
Sławek
****

Liczba postów: 740
Dołączył: 20-10-2015
Post: #14
RE: Nowy VNA
mówiłem, mówiłem i zapomniałem filmiku wkleić...

Do zobaczenia tutaj.

73 Sławek
05-03-2021 12:54
Odwiedź stronę użytkownika Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
SP3GO Offline
Rafał
***

Liczba postów: 182
Dołączył: 15-04-2015
Post: #15
RE: Nowy VNA
Wow! Wszystkie parametry w czasie rzeczywistym lecą.... piękne Big Grin
05-03-2021 12:58
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
SP9BSL Offline
Sławek
****

Liczba postów: 740
Dołączył: 20-10-2015
Post: #16
RE: Nowy VNA
Jest możliwośc kupienia analizatora, można to zrobić np. tutaj.

73 Sławek
25-04-2021 17:20
Odwiedź stronę użytkownika Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
SQ9JKV Offline


Liczba postów: 1
Dołączył: 07-11-2010
Post: #17
RE: Nowy VNA
A mnie interesuje jaki jest SWR portów pomiarowych. Na szybko można wykonać taki test łącząc oba porty i mierząc parametry S11,S22(oczywiście po wcześniejszym skalibrowaniu). Czy ktoś może zamieścić wynik takiego pomiaru?
01-08-2021 21:37
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
SP9BSL Offline
Sławek
****

Liczba postów: 740
Dołączył: 20-10-2015
Post: #18
RE: Nowy VNA
Oczywiście, aż jestem zdziwiony że nie znalazłem takiego oczywistego i podstawowego pomiaru na stronie twórcy. Proszę bardzo:
İmage

na wszelki wypadek VSWR:
İmage

Należy tylko pamiętać że w VNA pomiar jest tak dobry jak to wynika z jakości użytego kitu kalibracyjnego. Tu użyłem kitu dołączonego do zestawu.

73 Sławek
(Ten post był ostatnio modyfikowany: 01-08-2021 22:33 przez SP9BSL.)
01-08-2021 22:32
Odwiedź stronę użytkownika Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
SP9BSL Offline
Sławek
****

Liczba postów: 740
Dołączył: 20-10-2015
Post: #19
RE: Nowy VNA
Projekt LibreVNA cały czas idzie do przodu. W ostatnich miesiącach w ramach walki z poprawą izolacji portów został zmieniony druk na 6-cio warstwowy oraz zostały przeprowadzone próby pracy z 4 portami (2 urządzenia).

Autor analizatora dodał bardzo ciekawe uzupełnienie do tego projektu - kalibrator 4-ro portowy który może także zostać użyty do innych zaawansowanych VNA. Więcej tutaj.
Oczywiście projekt jest nadal prowadzony w postaci open source.

73 Sławek
21-11-2022 10:25
Odwiedź stronę użytkownika Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
Odpowiedz 


Skocz do:


Użytkownicy przeglądający ten wątek: 1 gości