Самодельная ПАНОРАМА

[RA3EME Александр]

После продолжительных поисков приборов для настройки укв железок и разочарования в ценах (30-40штук за нашего старичка типа Р2-75) родилась идея!
Что если скажем сделать сее самому? Толчком послужила статья на СКР измеритель АЧХ.
Что если скажем взять 3 гуна на частоты от 100 до 2000МГц разбив на наши участки плюс запасы, с выхода гун через усилитель скажем на MMIC на выход. Для точности измерения используются два детектора на AD8313 один детектор на выход усилителя после ГУН (для измерения погрешности АЧХ самого гунн и усилителя в процессе измерения), другой в качестве детекторной головки (скажем для измерения КСВ по  выходу измеряемого четырёхполюсника можно использовать направленные ответвители или простые мосты с AD8313 в качестве детектора для измерения ксв).
 Принцип измерения:
Основан на принципе точек, тоесть на гунн подаётся с ЦАП (управляемого с компа) не плавно изменяемое напряжение качания а ступенчатое, каждая ступенька повышения напряжения соответствует точке на оси Х графика АЧХ на компьютере. Алгоритм таков: первая точка (на гунн подаётся напряжение первой ступеньки U1) далее интервал измерения частоты гунна (ну скажем при помощи делителя) и вывода её на график в точке 1, далее измерение напряжения с первого детектора (после гунн) (при помощи АЦП) и закладка константы в программу на комп, далее измерение напряжения со второго детектора (установленного после устройства) и сброска данных на комп, далее разница этих напряжений отображается на графике по оси У в этой точке(малое кольцо программы)  и так далее для всех точек пока напряжение на гунне не достигнет максимума (большое кольцо программы) и далее опять начинается второе большое кольцо. Количество точек (шаг измерения ) можно менять тем самым меняя точность и время измерения.
Я думаю , что стоимость всего этого не превысит 1-2тыс р. А приборчик по функциональности не уступит простой панораме типа Р2-75 а то и превзойдёт её. Проблема здесь следующая , я не бумбум в программировании, железо сделать не проблема, а вот написать софт на комп и состыковать это не по мне .
Какие будут рассуждения и предлжения?

[RU9TR]

Проги давно уже написаны - на СКР есть описания Антенных анализаторов, только они все на КВ, но это от ГУНов зависит. Принцип тот же.

[khach]

Добрый день! Рискну поднять старую тему. Наткнулся на нее в поисках информации по самодельным измерительным приборам укв диапазона. Действительно, с появлением DDS синтезаторов диапазон до 500 МГц оказался обеспечен измерительной аппаратурой. Есть желание иметь подобный прибор до 3 ГГц, а лучше 4.5 ГГц. Из самодельной широкополосной измериловки более-менее подходит только спектраанализатор S53MV http://www.s53m.com/sa.php- тут наиболее полное описание. С использованием смесителя на субгармониках можно смотреть спектр до 24 ГГц. А подключив к выходу сдедящего генератора генератор гармоник- иметь тестовый сигнал. Но конструкция старая, и наибольшая проблема- широкополосные ГУНы имеют большой фазовый шум.

С логарифмическими детекторами проблем особых нет- если нехватит AD8313 то спасет AD8317 или 8319.
Свипирование по частоте тоже проблем не представляет- используя DDS синтезатор возможно вести быструю перестройку с малым шагом. Например применив AD9956. Но вот ГУН придумать для такой конструкции- проблема. Конечно хорошо работает генератор на ЖИГ, но его цена и доступность.....

Может ли кто помочь в конструировании малошумящего ГУНа с диапазоном перестройки 1-3ггц?
Различные микрополосковые конструкции имеют неудовлетворительную добротность резонатора при использовании широкораспространенных диэлектриков. А искусство построения обьемных резонаторов и резонаторов на трехмерных конструкциях (типа полоса металла над проводящей плоскостью) почти утеряно...
Может кто-нибудь может показать фотографии или чертежи гунов  своих измерительных приборов на этот диапазон?

[RK3AOR]

Так Вы же сами написали о ГУНах на ЖИГах. Именно они и используются. Потому что адекватной замены нет. Я пользуюсь готовыми модулями к Р2-ХХ, в инете много предложений о продаже готовых вставных модулей на ЖИГах для панорам типа Р2-52-53 (1-2 и 2-4 Ггц). От 3 до 6 тысяч рублей. Самому дешевле сделать маловероятно, а ведь там ещё и кольцо АРМа стоит на пин-диодах в виде микромодуля..... Проще сделать конечно можно на клистроне типа К351 с внешним резонатором и современным варикапом в нём, но цена изготовления резонатора (полировка и прочее) превзойдёт цену того же модуля от панорамы. В более современных панорамах типа Р2-78, 102 и подобных эти частоты 1-4 Ггц получали смешением двух генераторв (фиксированной частоты и ГУНа) на частоах порядка 4-8 Ггц. Именно для уменьшения влияния перестройки на уровень выходного сигнала.

[RA3EME Александр]

А зачем иметь такую стабильность напряжения на выходе гуна? по сути нужно мерять коэф. ослабления в испытуемом устр-ве, для этого достаточно иметь на выходе гуна схему измерения уровня его сигнала (AD8313). В результате при включении парибор самокалибруется! и извращения со стабильностью помоему излишни, ведь если скажем измеряемый фильтр имеет на данной частоте ослабление 10дб, то что 0дбм , что +5дбм на него подай, ослабление на выходе состаит 10дб (-10 и -5 соотв.) нужно знать лишь разницу между входным и выходным напряжением!
2. Зачем иметь столь низкий уровень фазовых шумов? Для настройки фильтра, или определекния потерь в линии или ответвителе достаточно измерения в пределах -30 +10дБм, а у большенства доступных гунов или уже готовых синтезаторов уровень фазовых шумов -50дб по паспорту.
Ну так кто возьмётся за прогу?

[RK3AOR]

Если мы говорим о панораме, то подразумевается просмотр изображения на трубке с реальным масштабом времени. И исследование и активных устройств, для которых нестабильность входного сигнала может привести к искажениям АЧХ из-за ограничения. Да и сам процесс калибровки и подставления корректирующих коэффициентов при развёрте в реальном масштабе времени непрост, как мне кажется. Почему-то практически во всех известных мне приборах используют АРМ, в том числе и буржуинских. Ответвитель, ОУ и пин аттенюатор не столь сложны, что бы извращаться программно. Тем более что ответвитель с детектором на выходе при любом варианте нужен. Даже с кольцом АРМ всё равно надо вводить калибровку, но уже в меньшем диапазоне отклонений.

[khach]

@RK3AOR
С удовольствием бы применил готовый СВЧ модуль, но есть проблема с отсутствием документации. Не могли бы Вы поделиться схемами вставных модулей от Р2-ХХ, если они есть конечно. Применение отдельно купленного ЖИГа приводит к очень длительному процессу настройки и неповторяемости конструкции панорамы- панорама делается под имеющийся ЖИГ. Как единичная конструкция это проходит, а для повторения... На клистроне ГУН на единицы гигагерц наверно смысла делать сейчас нет, тем более что доступно куча модулей ГУНов от сотовых телефонов, которые прекрасно генерят в этом диапазоне. Только добротность их собственного резонатора и диапазон перестройки мягко сказать маловата... Вот есть идея пристроить ГУН от сотовика на торец большого коаксиального резонатора с механической перестройкой..
@ra3wme
По поводу фазовых шумов- ну иногда приходиться настраивать не только полосно-пропускающие фильтры. При настройке узкополосного режекторного фильтра малые фазовые шумы ну очень желательны. Или надо делать приемную часть панорамы с преобразованием частоты и узкополосным фильтром... А это усложняет конструкцию на порядки.
Стабилизация амплитуды (аналоговая).. Ну там ничего сложного нет. Зато автоматически компенсируется неравномерность АЧХ смесителя и выходного усилителя. Если мерять не только пассивные устройства, но и усилители, стабилизация амплитуды очень желательна. Для примера можно посмотреть как эта цепь была сделана в анализаторе спектра HAMEG 5014.  Схемы и топологии плат сего устройства есть тут http://www.eserviceinfo.com/equipment_mfg/Hameg_34.html. В принципе можно было бы его просто повторить, т.к у него есть следящий генератор, но лучше взять за основу для новой разработки.
Хочется получить в результате что-то типа http://www.planar.chel.ru/Products/Measurement%20instrument/obzor-304/ - версию без экрана, только с USB. Но в цене один нолик лишний, если для себя покупать.

По поводу быстроты сканирования- полностью согласен. Люблю крутить настройки "в живую". А цифровые приборы страдают в этом смысле большим тормозом, даже фирменные. И основная проблема- во времени установки петли ФАПЧ. Есть несколько идей, как эту проблему решить (используя режим аппаратного сканирования частоы микросхемами DDS).

По поводу программы? А чем собственно неподходят готовые от N2PK-VNA или Scotty SpectrumAnalyzer? Исходники доступны, построение диаграммы Смита есть, качание частоты есть. итд.  Подправить минимально (диапазон отображаемых частот расширить) и пользоваться. Только при управлении по LPT все получается "меделнно и печально", поэтому у указанных конструкций и появились в последнее время встроенные микроконтроллеры с USB. Вот только доступность этих контроллеров оставляет желать лучшего. Но выбор контроллера можно будет обсудить потом, когда ВЧ часть работать будет.
 В принципе меня конструкция Scotty SpectrumAnalyzer почти устраивает, только там гетеродин используют микромодульный, достаточно дорогой. И диапазон маловат- хочется смотреть хотя бы вторую гармонику от 23см.

[RK3AOR]

Не  проблема выложить схемы на ГКЧ, у меня модули используемых (нужных мне) диапазонов (1-2 и 2-4 Ггц) с паспортами. Широкий диапазон перестройки при сохранении высокой добротности это фирменная черта резонаторов с ЖИГ. Так как в отличии от варикапов они имеют очень высокую добротность. В принципе у меня есть сферы ЖИГ, но повторять самому.... не уверен, что это проще. У самого давно есть мечта автоматихировать свою панораму Р2-52(53) с использованием платы внешнего ЦАПа/АЦП и софта ЛабВью. Никак руки не доходят, да и знаний в программировании нет. А плата уже лежит с год ...

[khach]

Не  проблема выложить схемы на ГКЧ, у меня модули используемых (нужных мне) диапазонов (1-2 и 2-4 Ггц) с паспортами.
 У самого давно есть мечта автоматихировать свою панораму Р2-52(53) с использованием платы внешнего ЦАПа/АЦП и софта ЛабВью. Никак руки не доходят, да и знаний в программировании нет. А плата уже лежит с год ...

Схемы очень желательны, не сочтите за труд..
По поводу лабвью. Надеюсь, у Вас вишка (VI или LLB) для карты есть? Тогда можно взять за основу с http://www.shtengel.com/gleb/Labview.htm примеры для HP8753 или HP8712 в качестве главного экрана, выкинуть обмен с внешними приборами по GPIB и подключить вишку карты. Ну а кабель от карты к ВЧ блокам прийдется вам паять... Тут есть грабли- при обьединении земель компьютера и радиоизмерительного оборудования сильно страдает уровень шума прибора. Если прибор с преобразованием частоты, то это не сильно мешает, а вот если прямое детектирование, да еще логарифмическое (AD8313) то децибелл 10-15 динамики сразу тю-тю. Мы поэтому отказались от карт сбора данных в компьютер и ставим АЦП-ЦАП прямо в прибор, развязываем гальванически (оптронами по цифровому интерфейсу) от ВЧ схемы и подключаем к компу по COM порту если обмен с устройством медленный или по USB, если данных при измерении много и нужен realtime ("живой" экран). По лабвью могу помочь.

[RK3AOR]

Карта в комп, встроенные ЦАП/АЦП, что-то типа LA-.... какая-то, посмотрю дома поподробнее марку. Если удалось бы сделать что-то типовое и выложить здесь (учитывая, что у многих радиолюбителей есть панорами типа РК2-47, Р2-52-54) это наверное было бы полезно. Тут мне обещают помочь с генераторами шума и их калибровкой для моего измерителя типа Х5-29, тоже можно будет сделать установку для измерений Кш самодельных усилителей. Благо, что у меня  на работу доступ свободный.

[RQ2T (ex RU3MD) Константин]

2 khach
Сорри, позывной есть ?