Strojenie odbiorników z użyciem DDS+Oscyloskop i ew. SDR

Radioodbiorniki lampowe i wszystko co jest z nimi związane.

Moderatorzy: gsmok, Romekd, tszczesn

Awatar użytkownika
Jado
1250...1874 posty
1250...1874 posty
Posty: 1752
Rejestracja: pn, 15 maja 2006, 11:06
Lokalizacja: Warszawa
Kontakt:

Re: Strojenie odbiorników z użyciem DDS+Oscyloskop i ew. SDR

Post autor: Jado »

Witam,

Przyszła ostatnia partia płytek - tej z sondą MMIC:
plytki.jpg
Już zacząłem montaż 3 sztuk - dla różnych wariantów (RF, RF + AD8307, RF dla pomiarów pól magnetycznych).

Część płytek sobie zostawię jako żelazny zapas :-)
Natomiast pozostałe płytki są do wzięcia za free (tylko cena przesyłki - niestety mogę wysłać tylko kurierem).

Mamy zatem do oddania w dobre ręce:
Płytka sondy RF+MMIC+AD8307 - 16szt.
Płytka sondy RF+AD8307 - 14szt.
Płytka sondy RF - 14szt.
Płytka generatora szumu - 4szt

Chętnych zapraszam na priv :-)

Dla uzupełnienia dokumentacji zamieszczam jeszcze schemat oraz ibom dla generatora szumów:

noise_generator.jpg
noise_gen_ibom.zip
(56,22 KiB) Pobrany 12 razy
Generator generuje szumy na poziomie 6-7V p-p przy zastosowanych wzmacniaczach MMIC typu ERA-1SM, które mają wzmocnienie 12,5dB. Zastosowanie innych układów MMIC mających np. wzmocnienie 22dB powinno jeszcze podwyższyć poziom napięcia wyjściowego (jeśli to dla kogoś mało).
Potencjometr służy do wyrównania charakterystyki w funkcji częstotliwości.
Z moich pomiarów wynikało, że poziom napięcia wyjściowego był stały do ok 50MHz, potem zaczynał się spadek.
Ponieważ układy MMIC pracują na stosunkowo dużym prądzie (ok 40mA) rezystory doprowadzające zasilanie do nich dosyć mocno się grzeją (wydziela się na nich ok. 0,5W mocy) - dałem tutaj dość duże rezystory 1W SMD, ale i tak osiągają one przy napięciu zasilania 15V temperaturę ok. 60stC - bez zamykania płytki PCB w obudowie.
Dlatego w sondzie z układami MMIC lepiej będzie dać mniejsze napięcie zasilania (9V) i zmniejszyć owe rezystory do wartości 150R - w cienkiej rurce będzie dużo mniej miejsca na chłodzenie.
Przy zastosowaniu innych układów MMIC lub napięcia zasilania należy dobrać owe rezystory w/g karty katalogowej producenta.
Zastosowane w filtracji zasilania dławiki również powinny wytrzymać conajmniej 50mA prądu zasilania - nie mogą to być bardzo miniaturowe dławiki (na PCB jest stosowne miejsce na większe dławiki).
Pozdrawiam

Jado.

"Kto chce szuka sposobu, kto nie chce - szuka powodu"

Awatar użytkownika
Jado
1250...1874 posty
1250...1874 posty
Posty: 1752
Rejestracja: pn, 15 maja 2006, 11:06
Lokalizacja: Warszawa
Kontakt:

Re: Strojenie odbiorników z użyciem DDS+Oscyloskop i ew. SDR

Post autor: Jado »

Witam,

Nie odzywałem się w tym temacie, ale prace nad sondami w.cz. postępowały dalej :-)
Po dokończeniu montażu elementów na płytkach PCB sond, przystąpiłem do wykonania obudów sond.
Podobnie jak wcześniej (takie było założenie projektowe) obudowy wykonałem z rurek aluminiowych o średnicy wewnętrznej ok. 12mm (niestety trzeba było spiłować o kilka dziesiątych mm krawędzie płytek PCB, żeby płytka luźno mogła się do rurki wsunąć).
Dzięki tokarce wszystkie prace były niemal przyjemnością, a efekt końcowy nie budzi zastrzeżeń.
Przy okazji spróbowałem nowej technologii - moletowania - na rurkach aluminiowych. Wyszło bardzo dobrze :-)
W ten sposób wszystkie elementy sond były już gotowe do złożenia:

20210328_133842_copy.jpg
Postanowiłem zrobić 3 sondy:
1. RF+MMIC z wejściem pomiarowym w postaci szpilki
2. RF+MMIC z wejściem pomiarowym w postaci gniazda SMA
3. RF+MMIC+dB z wejściem pomiarowym w postaci szpilki

Po podłączeniu odp. kabelków zasilających i sygnałowych otrzymałem takie oto sondy:
20210331_195117_copy.jpg

Wewnątrz wyglądają tak:
20210331_194656_copy.jpg

20210331_194729_copy.jpg
Okazało się, że teflonowych końcówek sond nie trzeba dodatkowo przykręcać śrubkami do rurki - przy odpowiednio dobranej średnicy, wchodzą one ciasno do rurek (jak korek do butelki) i doskonale się trzymają :-)

Sonda wyposażona w gniazdo SMA ma trochę inaczej ukształtowaną końcówkę wejściową:
20210331_195125_copy.jpg

Po podłączeniu sond do napięcia 9VDC wszystkie sondy okazały się działające :-)
Dzięki układom MMIC (które w tym przypadku mają sumaryczne wzmocnienie równe 25dB (ok 16razy) są one sporo czulsze od wcześniej wykonanych sond. Oto zdjęcie porównawcze - napięcie na obie sondy jest identyczne i wynosi
0,5V (amplituda):

20210403_151508_copy.jpg
Jednak większa czułość powoduje, że maksymalne napięcie wejściowe jakie taka sonda może przyjąć bez zniekształceń
wynosi ok 0,5V, podczas gdy sonda bez wzmacniacza MMIC spokojnie wytrzymuje napięcie wejściowe równe 5V.

Tutaj mamy napięcie wejściowe równe 1V podane na sondę MMIC:
20210403_151634_copy.jpg
Jest to wynik nasycenia wzmacniaczy MMIC (zapewne drugi stopień wzmocnienia).
No, ale w tym przypadku zależało nam na pomiarze małych sygnałów, więc coś za coś - praw fizyki pan nie zmienisz ;-)

Przemierzyłem obie sondy RF (te bez układu AD8307) pod względem max częstotliwości przenoszenia.
Najpierw zacząłem od zmierzenia samego oscyloskopu i przy podawaniu różnych częstotliwości pokazuje on takie amplitudy napięć (wyjściowy poziom napięcia z generatora ok 100mV):
50MHz - 108,8mV
100MHz - 101,8mV
150MHz - 97mV - tu już zaczyna się spadek
200MHz - 86mV

Po przepuszczeniu przez sondę w.cz. :
50MHz - 608mV (po matematycznym wyrównaniu wzmocnienia - 108mV)
100MHz - 600mV (106mV)
150MHz - 520mV (92mV)
200MHz - 520mV (92mV)

W zasadzie nie widać zbyt dużej różnicy - przy 150MHz jest spadek o 5mV, ale za to przy 200MHz mamy wciąż tą samą wartość. Wydaje mi się jednak, że równomierność charakterystyki tych sond jest gorsza niż z samym tranzystorem polowym (przy przestrajaniu od 1-60MHz, widać raz większe, raz mniejsze amplitudy w zależności od częstotliwości).
Sonda z samym tranzystorem w zasadzie nie wykazywała żadnych zmian amplitudy, może troszkę pod sam koniec.

Do sondy z gniazdem SMA dokręciłem antenę teleskopową:
20210403_150259_copy.jpg
Przez to sonda stałą się wykrywaczem wszelkiego rodzaju zakłóceń.

Zakłócenia z ekranu oscyloskopu:
20210403_150442_copy.jpg
Zakłócenia z ekranu generatora DDS:
20210403_150455_copy.jpg
c.d.n.
Pozdrawiam

Jado.

"Kto chce szuka sposobu, kto nie chce - szuka powodu"

Awatar użytkownika
Jado
1250...1874 posty
1250...1874 posty
Posty: 1752
Rejestracja: pn, 15 maja 2006, 11:06
Lokalizacja: Warszawa
Kontakt:

Re: Strojenie odbiorników z użyciem DDS+Oscyloskop i ew. SDR

Post autor: Jado »

Zakłócenia z panelowego miernika poboru mocy:
20210403_150501_copy.jpg


Teraz przyszedł czas na sprawdzenie sondy decybelowej z układem AD8307.
Po dotknięciu palcem do ostrza sondy widzimy na ekranie zakłócenia sieci (50-100Hz), natomiast po podaniu na wejście sondy zmodulowanego amplitudowo sygnału w.cz otrzymujemy piękny zdemodulowany sygnał m.cz. (w.cz. = 465kHz, modulacja 1kHz, 50%):
20210403_145758_copy.jpg
Co ciekawe układ AD8307 jak gdyby stabilizuje amplitudę zdemodulowanego przebiegu - niezależnie od amplitudy sygnału wejściowego (natomiast zmiana głębokości modulacji sygnału natychmiast wpływa na poziom otrzymanego z sondy przebiegu).
Byłem ciekawy do jak małego sygnału wejściowego sondy mogę zejść, aby układ nadal pokazywał prawidłowy przebieg.
Okazało się ze do 10mV :-)
20210403_145807_copy.jpg

Nawet przy 5mV układ jeszcze pokazywał przebieg sinusoidalny, ale jego amplituda była już o połowę mniejsza - natomiast wszystko co powyżej, miało już stałą amplitudę (nie patrzyłem ile max można dać na wejście - czy zaobserwowane wcześniej zniekształcenia dla sygnału wejściowego powyżej 0,5V będą miały wpływ na kształt przebiegu).
Tak więc bardzo ciekawa sonda :-) Gembara chyba nie sprzedał fake'ów ;-)

Do sondy z wejściem SMA będzie można dodać różne rodzaje sond do badań bliskiego pola magnetycznego np. takie:
sondy_bliskiego_pola.png
A może pokusimy się o budowę własnych sond na bazie kawałka kabla koncentrycznego i cewki z drutu (oczka) - bo przesyłka z Chin idzie długo i jest niepewna ;-)

Na razie w tyle w temacie sond - mam nadzieję, że koledzy którzy otrzymali płytki i zrobią swoje wersje, podzielą się wynikami badań i doświadczeń w tym temacie, jako że niektórzy dysponują lepszym ode mnie sprzętem pomiarowym (i doświadczeniem).

A tymczasem trzeba będzie powoli myśleć o użyciu tych sond do strojenia i pomiarów odbiorników - o czym jest temat przewodni tego wątku ;-)
Pozdrawiam

Jado.

"Kto chce szuka sposobu, kto nie chce - szuka powodu"

Pixel
50...74 posty
50...74 posty
Posty: 71
Rejestracja: ndz, 13 grudnia 2020, 07:25

Re: Strojenie odbiorników z użyciem DDS+Oscyloskop i ew. SDR

Post autor: Pixel »

Mam pytanie może nie do końca zgodne z tematem ale przy jakim napięciu wejściowym sygnału zaczyna działać miernik częstotliwości w Twoim generatorze 6800? Mój (6900) musi mieć ponad 1V i nie wiem czy kupiłem lipny egzemplarz czy tak ma być? Mam jeszcze jeden miernik częstotliwości który pięknie działa z generatorem i to przy sygnałach znacznie słabszych. Niestety ma tylko 30MHz.

Za konkretne prace wezmę się gdy ukończę stół roboczy... poustawiam sprzęt i zacznę naukę.

Awatar użytkownika
Jado
1250...1874 posty
1250...1874 posty
Posty: 1752
Rejestracja: pn, 15 maja 2006, 11:06
Lokalizacja: Warszawa
Kontakt:

Re: Strojenie odbiorników z użyciem DDS+Oscyloskop i ew. SDR

Post autor: Jado »

Sprawdziłem - minimum 1V przy 1MHz - tak więc uszkodzenia u Ciebie nie ma.
Pozdrawiam

Jado.

"Kto chce szuka sposobu, kto nie chce - szuka powodu"

HaMar
500...624 posty
500...624 posty
Posty: 510
Rejestracja: czw, 24 listopada 2011, 22:21
Lokalizacja: Poznań

Re: Strojenie odbiorników z użyciem DDS+Oscyloskop i ew. SDR

Post autor: HaMar »

Jado pisze:
sob, 3 kwietnia 2021, 19:03
Sprawdziłem - minimum 1V przy 1MHz - tak więc uszkodzenia u Ciebie nie ma.
I tu bardzo przyda się sonda z MMIC a bez AD8307. Niestety, po Twoich Jacku testach odnoszę wrażenie że te MMIC za bardzo do "pomiarówki" się nie nadają.
Pozdrawiam
Marek vel HaMar

Awatar użytkownika
Jado
1250...1874 posty
1250...1874 posty
Posty: 1752
Rejestracja: pn, 15 maja 2006, 11:06
Lokalizacja: Warszawa
Kontakt:

Re: Strojenie odbiorników z użyciem DDS+Oscyloskop i ew. SDR

Post autor: Jado »

Natomiast popatrzyłem sobie jak zachowuje się zwykła sonda oscyloskopowa sterowana z DDS - i wcale lepszej charakterystyki częstotliwościowej nie ma - też przysiada przy 60MHz, mniej więcej w tym samym stopniu co te aktywne.
Pewnie sam generator DDS nie ma idealnie płaskiej charakterystyki :-)
Przy okazji wykryłem, że drugi kanał tego generatora ma gorszą charakterystykę amplitudowo-częstotliwościową niż pierwszy (a stosowałem oba kanały zamiennie zakładając że są takie same) - tak więc te na szybko prowadzone testy mogą być obarczone błędami, niekoniecznie pochodzącymi z samych sond.
Trzeba to wszystko będzie jeszcze zweryfikować na spokojnie. Np. zauważyłem, że sonda z wejściem SMA podłączona kablem bezpośrednio do gniazda wyjściowego generatora DDS wykazuje większe wahania napięcia w funkcji częstotliwości niż ta podłączona szpilką - tak jakby w kablu występowały jakieś odbicia (wejście sondy ma przecież 10Mom, a nie 50om).
To wszystko może mieć wpływ na odczyt napięć.

Te sondy to punkt wyjścia do dalszych eksperymentów - nawet aluminiowa rurka może mieć wpływ na charakterystykę tej sondy. Mamy różne układy MMIC - o różnych wzmocnieniach, o różnych max częstotliwościach pracy, itd., itp...
Tak czy inaczej zabawa przednia 8)
Pozdrawiam

Jado.

"Kto chce szuka sposobu, kto nie chce - szuka powodu"

witko
100...124 posty
100...124 posty
Posty: 110
Rejestracja: sob, 5 stycznia 2008, 13:03
Lokalizacja: Świdnica

Re: Strojenie odbiorników z użyciem DDS+Oscyloskop i ew. SDR

Post autor: witko »

Chętnie przygarnę po 2 szt każdej z sond i 1 szt generatora szumu.

ODPOWIEDZ