SP-AFA czyli polski analizator

[SQ8NVF]

Witam kolegów.

Jakiś czas temu wykonałem płytkę pod DDS AD9951 wzorowaną na pomyśle DL4JAL. Miała służyć jako VFO do TRX. Niestety okoliczności jej powstania nie zapewniły dostatecznie satysfakcjonującego mnie wykonania – pojawiły się podtrawienia, pewne niedociągnięcia w druku...I płytka trafiła do pudełka. Wraz z nastaniem wiosny pojawiła się idea aby jednak coś z tą płytką zrobić. Nie mając dostępu do stacji Hot-Air pomysł z wylutowaniem AD9951 odpadł. Pozostało jedynie zagospodarowanie tego co jest. I tak się narodził pomysł wykonania własnego analizatora współpracującego z oprogramowaniem WinNwt4 – pierwotnie przewidzianym dla serii różnych analizatorów NWT.

Tym krótkim wstępem przedstawiłem historię mojego analizatora, któremu nadałam nazwę: SP-AFA. SP – to oznaczenie, że jednak Polska jest w stanie nie tylko kopiować pomysły zachodu (tudzież wschodnie) AFA – Amplitude Frequency Analyzer czyli polski analizator amplitudy w funkcji częstotliwości.

Mając gotową płytkę DDS pozostało wykonanie reszty potrzebnej dla analizatora – sterownika wraz z przetwornikiem ADC, bloku sondy log/lin oraz filtru, wzmacniacza i tłumików. Każdy moduł jest wykonany osobno. Sterownik wykonałem na uP ATMega8A, jako ADC zastosowałem AS1538 (odpowiednik ADS7828 firmy TI) czyli 12 bitowy. Blok sond logarytmicznych to 2xAD8307 wraz z obwodem LC na wejściach wyrównujących odpowiedź amplitudową układów w szerszym paśmie. Trzeci kanał to przetwornik TruPWR AD8361.

Kanały logarytmiczne zostały dodatkowo wyposażone we wzmacniacze poszerzające zakres napięć wyjściowych do zakresu przetwornika ADC (mnożenie x2). Oprogramowanie napisałem w C tak aby współpracowało z WinNwt4 za pomocą portu szeregowego.

Poniżej kilka zdjęć prototypu oraz uzyskane charakterystyki.

[SQ8Z]

GRATULACJE!!!!
;-)
milo widziec ze i polak potrafi ... i co najwazniejsze ze mu sie chce ;-)
wyniki sa naprawde o.k
rozwiniesz temat? bedzie prezentacja w opisem do powtorzenia?
Podejrzewam ze aby to przedstawic mnostwo pracy musisz wlozyc...
pozdrawiam

Krzysztof SQ8Z

[SQ8NVF]

To jest układ prototypowy i z przyczyn opisanych powyżej montowany był z modułów. Wcześniej nie pisałem ale np. DDS jest sterowany generatorem 100MHz uzyskanym z kwarcu pracującego w układzie Butlera...na dodatek termostatowanego - to tak dla przyszłych eksperymentów Także moim zdaniem akurat modułowa konstrukcja w tym przypadku jest takim średnim wyjściem. Celem zasadniczym było ominięcie uP PIC i zastąpienie go czymś popularnym na polskim rynku. I oczywiście chodziło aby kody źródłowe były napisane w C i ogólnie dostępne.

[SQ8Z]

:-)
po moich drobnych doswiadczeniach z tego typu ukladami, odnosze wrazenie ze wlasnie ta "modulowa" konstrukcja jest sluszna ;-), na jednej PCB troszke sie nam w.cz "niesie" a ekranowanie jest bardzo istotne..

[SP3SWJ]

... skoro jest polski to powinien sie nazywać...

Cytat:"polski analizator amplitudy w funkcji częstotliwości. "

PAAWFC

:-)

[SQ8NVF]

Polski ale chodzi o to, żeby był znany też poza Polską

[SP5FCS]

Bartłomiej, moje gratulację, kawał solidnej inżynierskiej roboty od pomysłu do działającego prototypu. To kolejny przykład na to, że potencjał intelektualny i możliwości krajowego środowiska radioamatorów są bardzo duże. Sądzę, że po opracowaniu dobrej dokumentacji wykonawczej analizator będzie bardzo chętnie budowany nie tylko w SP.

Z analizy tego co mogę zobaczyć na zdjęciach widzę, że w projekcie postawiłeś na dokładność. To bardzo dobrze bo to w końcu przyrząd pomiarowy.
Zapotrzebowanie na rozdzielczość spowodowało niestety rozbudowę układu (układy ADC, wzmacniacze). Może warto w kolejnej wersji układu zastosować nowszą generację procesora np. Xmega16-A4, który ma na pokładzie 12 bitowe przetworniki, ma wewnętrzny generator oraz jest znacznie szybszy.
Drugi pomysł to zasilanie całego układu bezpośrednio z USB, procesor, DDS oraz USB zasilane są z 3V3.
Bardzo chętnie wykonam sobie taki analizator oraz służę wszelką pomocą podczas rozwijania projektu i jego modyfikacji.

[SQ8NVF]

Dziękuję za przychylne głosy co do mojej konstrukcji Do zapoznania się z rodziną XMega zabieram się od dłuższego czasu, nawet wykonałem sobie stosowny programator...Jednak jak każda nowa rodzina taki i XMega wymaga czasu na zapoznanie - wybrałem znane mi AVR (a był to koniec kwietnia, kiedy projektowałem układ). Na dodatek miałem w zapasach przetworniki ADC i tak już zostało.

XMega załatwia sporo spraw z peryferiami, głownie wspomniane ADC w 12 bitach. Wybrałem wersję ze wzmacniaczami gdyż chciałem pracować w dość szerokim zakresie napięć - wiedziałem, że sonda będzie dołączana na przewodach bez ekranowania. Większy poziom napięć to łatwiejsza droga do zmniejszenia zakłóceń, szczególnie tych na niższych napięciach. Nie mniej jednak i tak najwięcej problemów przysporzył DDS i zakłócenia z jego strony a dokładniej felerny pomysł z zastosowaniem trafa na wejściu sygnałowym (zegara) i rozdzielenie mas analogowej i cyfrowej (choć to drugie w znacznie mniejszym stopniu)...

Co do USB...Wybaczcie ale nie znalazłem jeszcze dość silnej argumentacji aby stosować to napięcie bezpośrednio. To źródło samych zakłóceń. W moim zamyśle każde urządzenie, które mam zamiar wykonać ma pracować z konwerterem RS <-> USB ale izolowanym galwanicznie. Ja np. bałbym się sprawdzać wzmacniacz mocy w układzie bezpośrednio podłączonym pod USB. Jest jeszcze opcja izolatora USB - tylko trzeba znaleźć przyzwoitego (w sensie ceny) dystrybutora (u producenta to 5,5$/szt). Takie rozwiązanie jest znacznie bardziej elastyczne.

[SP3SWJ]

Napisałeś program w C .... ale jakieś darmowe środowisko czy może Codevision ??

Xmega - fajne, nie do ubicia "fusami" bo ich nie mają, szybkie i nieważne co nagrzebiesz w zegarach zawsze programator je widzie.

Wejście z poprawą dopasowania sondy cewką - czy to jest klon OZ2CPU czy jakiś własny patent wymęczony na generatorach sygnałowych?

zastanawia mnie ta spodnia strona pod sondami i te tajemnicze przegródki :-)

[SQ8NVF]

Stosuję jak zawsze darmowe środowisko programistyczne...choć bardziej kwestia "darmowości" dotyczy kompilatora. Nie mniej jednak używam Eclipse z pakietem Atmel AVR Toolchain 3.2.3.

Dopasowanie wejścia AD8307 to raczej mało ma wspólnego z OZ2CPU Jest to obwód polecany przez kilku krótkofalowców dla mierników mocy na tym układzie. Idea montażu detektorów była taka, aby też służyły jako precyzyjny miernik mocy. Dlatego też np. na płytce są zastosowane potencjometry wieloobrotowe dla uzyskania odpowiedniej charakterystyki mV/dBm. Polecam ten artykuł, który wyjaśni zastosowane rozwiązanie. Proszę zwrócić uwagę na wykres drugi - Figure 2 - przedstawiający różnicę przed i po zastosowaniu obwodu dopasowującego. Autorzy komentują obwód tak: "Adding the compensation components produced an almost flat response extending beyond 500 MHz with an error of only 0.5 dB." Jak widać trzy elementy a różnica kolosalna!

A co do zdjęć...pochodzą one z różnych etapów montażu. Te przegródki to szczegóły wykonania ekranowania gniazd, które mają minimalne wyprowadzenia i są montowane tak, aby pin środkowy leżał na laminacie. Oczywiście zostały one zaślepione kawałkami laminatu i zalutowane. Storna elementów też jest przegradzana pomiędzy sąsiednimi kanałami - tylko zdjęcie jest po montażu - łatwiej lutować elementy jak nic nie wystaje z PCB Co więcej widoczne blaszki - cynowane pole prostokątne - to cienka blacha miedziana służąca jako przelotki. Sposób opisywany przez SQ4AVS.