Strojenie odbiorników z użyciem DDS+Oscyloskop i ew. SDR

[Jado]

Witam,

Przyszła ostatnia partia płytek - tej z sondą MMIC:

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_gen_ibom.zip

(56.22 KiB) Pobrany 112 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).

[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:

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:

Wewnątrz wyglądają tak:

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:

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):

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:

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:

Przez to sonda stałą się wykrywaczem wszelkiego rodzaju zakłóceń.

Zakłócenia z ekranu oscyloskopu:

Zakłócenia z ekranu generatora DDS:

c.d.n.

[Jado]

Zakłócenia z panelowego miernika poboru mocy:

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%):

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

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:

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

[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.

[Jado]

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

[HaMar]

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.

[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

[witko]

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

[Jado]

Witam,

Ponieważ spływają jeszcze zapytania, to muszę przekazać, że już wszystkie płytki sond i generatora szumów zostały rozdane.
Teraz mam nadzieję wszyscy przystąpili do montażu sond

Ja tymczasem mam zamiar zamontować płytkę generatora szumów w zgrabnej obudowie, coby nie latał po stole goły i nie zwarł się przy jakiejś okazji z jakimś nieprzyzwoicie dużym napięciem czy inną zworą

[Pixel]

Mój proces "tworzenia" nieco się przeciąga ale, jest to uzasadnione tym, że dopiero organizują sobie stanowisko pracy. Wykonałem stół warsztatowy (jeszcze tylko wytnę blat). wczoraj dotarła stacja lutownicza i inne narzędzia. Nie chcę robić tego byle jak - na kolanie. W innym temacie pytałem o to jak wykonać sztuczna antenę. Otrzymałem odpowiedź, ale muszę ją dopasować do posiadanego sprzętu czyli generatora FY6900. Posiadam jeszcze generator Grundig AS2 niestety uszkodzony.

[szurak]

Ja dopiero kompletuje elementy, nie wiele znalazłem w zapasach w tym rozmiarze
Czy ten BF998 jest krytyczny? Mam BF992 BF989

[Jado]

Witam,

Wygląda na to, że BF989 ma zbliżone parametry jak BF998 - chyba możesz go użyć.

Tymczasem płytka generatora szumu znalazła obudowę :

Na płytkę generatora szumu wkradł się mały błąd (miałem bardzo mało czasu na jej opracowanie) - należy dodać zworkę linii zasilania do pierwszego tranzystora. Zdjęcie makro to dobrze uwidacznia:

A tak wygląda otrzymany szum na ekranie oscyloskopu :

Edit:
Wykryłem również mały błąd w pliku ibom dla sondy RF_dB_MMIC (opis na poprzednich stronach). Rezystor R5 miał tam wartość 10k, a nie 3,3R jak na schemacie. Plik ten został już tam poprawiony - jeśli ktoś korzysta z tego pliku, niech pobierze go ponownie (albo pamięta o rezystorze R5).

[szurak]

No i nie wytrzymałem napięcia w oczekiwaniu na jeszcze jeden kondzioł wymienię jak dojdzie w końcu. Na razie najprostsza płytka robiłem to praktycznie pierwszy raz z tak małymi elementami - lupa już w drodze. Sonda pobiera 30mA z 9V. Po dotknięciu paluchem wejścia widać ładnie jakiś przebieg na oscyloskopie. Ze zmian to tylko kondensator wejściowy wstawiłem 2,2pF 500V porcelanowy taki znalazłem na aledrogo trochę nie ta obudowa ale na boku dało się go wkleić

[Jado]

No i brawo
Lutowanie SMD nie jest takie trudne jak się może wydawać - ale lupa na wysięgniku lub okulary są wskazane (chyba, że ktoś młodzian jeszcze).
Teraz jeszcze trzeba jakiś przebieg z generatora na ekranie zobaczyć - powyżej 80-100kHz, bo od tylu ta sonda chodzi.

[szurak]

To chyba nie generator bo przywlokłem KZ1623 podpiołem do identycznego zestawu jak powyżej i tak to wygląda

Musiałem obniżyć niebieski o 100mV bo zakrywał zielony

2,8MHz tu już bez przesuniecia w pionie

11MHz

21MHz

39,5MHZ

105MHz

:

ten przynajmniej trzyma napięcie do końca czyli przy 100Mhz ma nadal około 1Vrms mierzone sondą z pasmem do 100MHz
sonda na BF998 daje około110mV