aktualizacja: 21-11-2006

Strona w trakcie budowy..........

Porady przydatne podczas uruchamiania Analizatora antenowego IW3HEV
wersja urządzenia VNA3p przygotowana przez SP3SWJ

 

 

Sprawy mechaniczne:

1.       Obudowa  najlepsza oczywiście jest ekranująca, można ja prosto wykonać z LAMINATU - także jednostronnego.

2.      Musimy się zastanowić czy planujemy w przyszłości mieć możliwość podłączenia EXTENDERA PLL - jeżeli tak - to obudowa powinna mieć około 1,5 miejsca więcej ( być grubsza)

3.      Po zmontowaniu VNA i wstępnym wyregulowaniu boki wykonujemy z pasków laminatu - lutując je bezpośrednio do pocynowanych krawędzi. Szerokość pasków laminatu powinno się dobrać do długości zastosowanych kołków dystansowych do których będzie przykręcone wieczko dolne i górna

4.      Lepsza jakakolwiek obudowa niż żadna -) . Płytkę można zamontować w obudowie plastikowej Z6 - jest ona na tyle duże że może tam się zmieścić w przyszłości moduł EXTENDERA  albo moduł LCD KS0108 z procesorem ATMEGA32 (ja przygotowuję takie maleństwo foto1 foto1, LCD uruchomione jest na pająka PCB uniwersalnym

5.      Kable powinny być ekranowe - zarówno sygnałowy jaki zasilający

 

Kolejność montażu:

Będę pisał nawet o sprawach oczywisty - jeżeli kogoś to nudzi  niech naciśnie  ALT-F4

 

1.      Zaczynamy od oględzin płytki i sprawdzenia kompletności zebranych elementów zgodnie z listą

2.      Przecinamy ścieżkę w złączu EXTENDERA  na wyjściu układu LT1252 - tam potem będziemy montować konektory do EXTENDERA albo wlutujemy rezystor 100 om bezpośrednio na druk - od spodu.

3.      Proponowana kolejność montażu  jest na nowym spisie elementów - posegregowanym wg zalecanej kolejności montażu

4.      Płytki które widać na zdjęciu lutowałem transformatorówką - także układy scalane - używam do tego takich grotów i pamiętam że zawsze przed założeniem nowego grota wyczyścić rowki pod grot pilnikiem.

5.      Pierwszy proponuje wlutować układ AD9851, można go wlutować metoda opisaną tutaj, albo trochę zmodyfikowana metoda polegająca na TAMPONOWANIU nóg układu za pomocą  linki odsysającej nasączonej cyną i kalafonią. taka trochę zmodyfikowana metoda podana na linku wcześniej. Po ustaleniu pozycji okładu na PCB i przylutowaniu narożnych nóżek postępujemy tak jakbyśmy zdejmowali nadmiar cyny za pomocą plecionki, a w rzeczywistości nakładamy cynę. Nie przystępować do prac ze starym grotem , brudnym  itp  i bez linki do odsysania cyny. Jeżeli mamy transformatorówkę to zmienić grot na nowy a wczesne wyczyścić rowki na grot pilnikiem/. Zalecam wcześnie potrenować na jakiejś PCB od komputera gdzie scalaki o podobnych wyprowadzeniach

6.      Następnie lutujemy te najmniejsze elementy pomiędzy  DDS i AD8302

7.      Kolejnie lutujemy filtr dolnopasmowy z cewek SMD. Cewki maja miejsca metaliczne tylko pod spodem - więc

1.      najpierw cynujemy pady pod cewki (proponuję zamienić miejsca cewek z kondensatorami 6,8pF - tak jest łatwiej)

2.      następnie kładziemy cewkę na pole i lekko podgrzewamy jedną stronę tak żeby nam cyna załapało od spodu, nie przesadzamy z kalafonia - ale też nie unikamy stosowania kalafonii

3.      potem podgrzewamy pole pod drugim padem cewki - nie dociskamy cewki !!! będzie ona przylutowana minimalnie krzywo - ale będzie dobrze

4.      po wlutowaniu każdej cewki sprawdzamy omomierzem czy jest przejście - rezystancja musi być praktycznie ZERO

5.      Następnie kondensatory filtra,... zamiast kondensatora 82pF można zamontować na kanapkę dwa 39pF

8.      Następnie lutujemy wszystkie elementy SMD od strony elementów

1.      Układy scalone TLC i LT

2.      Rezystory

3.      kondensatory

4.      kanapkę rezystorów na wejściu układu AD8302  lutujemy nakładając kolejne rezystory jedne na drugi

Ø      bliżej od DDSa montujemy 220 220 100 910 <<  ten ostatni rezystor można sobie  zostawić na DESER - wlutować go w fazie regulacji

Ø      dalej od DDSa montujemy 220 220 100

Ø      dokładnie obok tych rezystorów montujemy po dwie  diody 4148 przeciwsobnie - także na kanapkę zaraz

9.      Teraz wlutowujemy wszystkie elementy „duże”

1.      kondensatory elektrolityczne

2.      generator ( 30 MHz  albo zbliżony, testowałem DDSa z generatorem 30,72 MHz  pracuje poprawnie i stabilnie)

3.      dławiki - przy stosowaniu dławików osiowych należy zwrócić uwagę żeby nie zrobić zwarcia po drugiej stronie druku  UWAGA przed wlutowaniem dławików sprawdzamy omomierzem czy w obwodach zasilających nie ma zwarcia, dopiero wtedy wlutowujemu dławiki.

Ø      Dioda i tranzystor  -Następnie montujemy tranzystorek na pająka - będzie on służył do sterowania przekaźnikiem włączającym wobuloskop wprost z oprogramowania. Taki montaż podyktowany jest tym że możliwość wykonania UPGRADE nastąpiła dopiero po odebraniu płytek. Upgrade  programu możliwy był dzięki pomocy wniesionej przez Darka SP7DPT - tuningowaniu programu.

4.      Przekaźnik

5.      Złącza BNC ( na rynku okazuje się są dostępne dwa rodzaje rozstawu bolców pomocniczych, należy jednak pamiętać że złącza BNC powinny być przykręcone do obudowy i tak przyjmować przeciążenia mechaniczne - a nie na lutach). są dwa sposoby montażu gniazd:

Ø       Można usunąć po jednym bolcu z gniazda BNC ( ja preferuję to rozwiązanie)

Ø      Można obydwa otwory lekko podpiłować „do środka”

10.  Sprzęgacz kierunkowy - polecam zamontować wg jednej z koncepcji

1.      IW3HEV - pierwotna koncepcja autora projektu

2.      OK2BUH - - lepiej mierzy wysokie impedancje

11.  Sprzęgacz nawijamy zgodnie z opisem  tutaj ,

12.  POLECAM zapoznać się z ostatnimi uwagami Darka na temat sprzęgacza - optymalne nawinięcie wynikające z licznych eksperymentów- opis na dole linku. Uzwojenia ciasno u góry rdzenia - druty na dole na wprost. W moim przypadku uzwojenia równomierni rozmieszczone po bokach - dokładnie jak  na zdjęciach z linku powyżej dawało najlepsze rezultaty

1.      Ułożenie zwoi na rdzeniu jest bardzo ważne - bardzo wpływa na pomiary- trzeba to dobrać  już po uruchomieniu VNA..

13.  Przed montażem wtyczki DB9 do druku należy odgiąć 4 nogę złącza tak żeby nie dotykała druku

14.  Wtyczkę DB9 przylutowujemy do masy - koniecznie należy uchwyty masowe - te metalowe wąsy - przylutować do tych małych otworków VIA .same metalizacje tych dużych otworów nie mają połączenia z masą.

15.  Po zamontowaniu wtyczki możemy zamontować od  spodu ostanie elementy SMD rezystor i pozostałem kondensatory 4+2+1 sztuka

16.  Bezpiecznik i dioda zenera 5,1V  w linii zasilającej za bezpiecznikiem - Najlepszy jest bezpiecznik  samopowrotny - polimerowy (polyswitch) - ale one są trudno dostępne. Najłatwiej znaleźć je na starej płycie głównej od komputera w pobliżu portów USB czy PS2. Można także tam zamontować rezystor 1206 0om. Za bezpiecznikiem dobrze jest wlutować diodę 5,1V która zabezpieczy nasz układ przed niespodziankami.

17.  Po zlutowaniu - sprawdzamy miernikiem czy na zasilaniu nie ma zwarcia do masy  oraz czy nie ma zwarcie na żadnej linii sterującej

18.  Teraz  wykonujemy kabelek połączeniowy  komputer - VNA ,

1.      linki najpierw odizolowujemy  i starannie cynujemy

2.      cynujemy ekran kabla i zabezpieczamy przed zwarciem

3.      do nogi 1 wtyczki DB25 przylutowujemy rezystor 1kom - potem zabezpieczamy go rurką izolacujną

4.      Po rozszyciu kabla USB - czarny i czerwony przewód  cynujemy i dla pewności sprawdzamy czy napięcie 5V , ma właściwą polaryzację na kabelkach czarny minus, czerwony  plus, pozostałe przewody zabezpieczamy taśma izolacyjna każdy z osobna przed przypadkowym zwarciem. Zalecam sprawdzić czy nasze napięcie z USB ma 5V. Układ będzie poprawnie pracował do 5,5 V - także bez stresu jak jest więcej. Bardzo dobrze jest sprawdzić czy na zasilaniu nie ma śmieci - najprościej podłączyć do zasilania 5V rezystor  30 om ( odpowiada  to około 160 mA)  i wtedy zmierzyć  napięcie i obsłuchać za pomocą słuchawek  ( masa  + gorący przez kondensator do +5V). Oczywiście Oscyloskop jest jak najbardziej wskazany. Taki prosty test słuchawkowy pozwoli nam ocenić przydatność naszego napięcia zasilającego.  Napięcie poniżej 4,8 V może być już za niskie i możliwe że będziemy musieli używać zasilacza 5V - albo wmontujemy sobie stabilizatorek 5V do naszego VNA

 

 

UWAGA

Zalecam zastosować patent kolegi OLAFA

to bradzo poprawia pracę wzmacniacza operacyjnego

 

 

 

zalecany sposób „parowania” przewodów w przypadku zastosowania przewodu skrętka komputerowa - mniejsze wzajemnie śmiecenie między kablami.

 

od strony DB9 podaję  które kabelki dać razem

 

1 Zasilanie                           do USB zasilanie

2 DDS FQUD (enable)      4 pin LPT

3 DDS CLOCK                    3 pin LPT

4 sterowanie PTT              1 pin LPT przez R=1kom

5 DDS DATA                       2 pin LPT

6 ADC Chip Select CS      6 pin LPT

7 ADC data PHASE           13 pin LPT

8 ADC data MAGNITUDE 12 pin LPT

9 ADC CLOCK                    5 pin LPT

 

obudowa GND

 

 

Niezbędne pomoce przed pierwszym włączeniem

Do testowania układu niezbędne są konektory ( termiatory)  które będziemy zapinali na port VNA (czyli tzw sztuczne obciążenie)

TERMINATOR - to bezindukcyjny  rezystor zwierający  gorący sygnał do masy - najlepiej je wykonać z rezystorów SMD

Przynajmniej trzy TERMINATORY się przydadzą

·   0 om - zwarcie - wtyczka BNC ze zwartym gorącym pinem

·  50 om - najlepiej zrobić z 2x100 om równolegle PRZYLUTOWANE SYMETRYCZNIE

·  100 om - oczywiście  rezystor 100 om

 

 drucik w środku i rezystory SMD trzeba zabezpieczyć POXIPOLEM żeby nie urwał lutowań z SMD

 Wypełniamy środek klejem i robimy „kulkę” na rezystorkach....

 

Fabryczne terminatory  50 om od starych sieci komputerowych  to przeważnie 51om ,  i używając go należy o tym pamiętać

Fabryczne terminatory  75 om od starych sieci komputerowych  to przeważnie 75om ,

[BNC-50-T]  WTYK BNC TERMINATOR 50 OM METALOWY

Należy pamiętać że mają one duży rozrzut parametrów

 

TO ZDJĘCIE ŁADNEI OBRAZUJE JAK  KTOS ZROBIŁ  50 OM Z 4X 200 OM

  http://www.emcesd.com/tt030100.htm

 

----------

Niezbędny także będzie krótki kabel  z dwoma wtykami BNC - do testowania  WOBLERA

 

 

Pierwsze włączenie

Próbne odpalenia robimy zasilając układ z zasilacza  warsztatowego
- żeby uniknąć spalenia portu USB w komputerze

Układ nie bierze więcej prądu niż 150  mA  !!!! (pobór maksymalny)

A przy braku wysterowania z PC bierze nawet mniej - poniżej 80 mA

 

 

Program poniżej jest dla środowiska WINDOWS 98 i XP - wykonać czynności po kolei

 

Przed podłączeniem urządzenia do komputera  upewniamy się że program działa poprawnie i kolejno wykonujemy

·  Najpierw instalujemy wersję 1.06 - ona wgra nam do systemy niezbędne pliki do katalogów systemowych !!!!!!!!

·  Następnie  przed uruchomieniem programu w ustawieniach regionalnych w panelu sterowania zmieniamy punkt dziesiętny z przecinka na kropkę

·  Jeżeli miernik będziemy podłączać do portu LPT o innym numerze niż   JEDEN to musimy odpowiednio zmodyfikować  plik INI

·  Uruchamiamy program i sprawdzamy czy działa

·  Następnie  pobieramy  program  w wersji udoskonalonej by SP3SWJ/SP7DPT i rozpakowujemy go do dowolnego katalogu,

·  UWAGA !!!  w VNA można stosować inne generatory niż 30 MHz.  z zakresu 20 do 30 MHz  - odpowiednio będzie wtedy  zegar   120.....180 MHz.....  a efektywny zakres pracy  VNA będzie wtedy do  35% częstotliwości zegara  ( 180 * 30%  ~~60 MHz)

·  UWAGA w nowym programie w pliki  ANALYZER.INI można wpisać częstotliwość zegara DDS  (np dla generatora  6 x 30 MHz = 180000000 ) koniecznie sprawdzić poprawność  w pliku INI !!!!, linijki nieużywane zaczynają się od apostrofu.

·  NOWA  programu   „ ...SP3SWJ, SP7DPT” steruje przekaźnikiem i należy jej używać

·  Program nie wymaga instalacji gdyż do systemu niezbędne pliki zostały wgrane

·  Uruchamiamy i sprawdzamy czy program działa

 

Dopiero  jak wiemy że urządzenie nie pobiera za dużego prądu  (150 mA) 
i program działa możemy przystąpić do następnego kroku..

1.      podłączamy kabel do VNA

2.      podłączamy kable do portu LPT

3.      Podłączamy kabel do portu USB

4.      Podłączamy terminator 50 om do środkowego złącza BNC  - port VNA - WYJŚCIE

5.      Uruchamiamy program - program zawsze na końcu !!!

6.      Poprawnie zmontowany układ zawsze startuje od pierwszego włączenia !!!!

Naszym oczom  powinny się ukazać  pomiary rezystora testowego 50 om   >>   Link do „pomiarów wzorcowych.....k

 

Jeżeli podczas pracy programu słychać czasami „klepotanie” przekaźnika oznnacza to że jakiś program w tle dobiera sie do portu równoległego - najczęściej od drukarki albo skanera

 

Regulacja

 

VNA poprawnie zmontowany nie wymaga żadnej zaawansowanej regulacji.

Tak naprawdę poprawa ułożenia uzwojeń na rdzeniu  podczas pomiaru wzorcowego rezystora 50 om wystarczają

Trzeba ustawiać uzwojenia na rdzeniu  na :

- minimum   RL  ( SWR)  w całym zakresie 

- jak najbardziej płaską fazę

Wykonać to najlepiej czymś izolowanym - zwykła wykałaczka nie jest zła bo nie zniszczy rdzenia ani izolacji na przewodzie....

na czas strojenia uzwojeń polecam w pliku INI zmienić  parametr

Champ=500                                    'samples per screen

zmienić na 50 wtedy będzie około 10 pomiarów na sekundę łatwiej się stroi

 

 

910 om - dobór rezystora na wejściu AD8302 

Jeżeli go jeszcze nie wlutowaliśmy - to można wlutować PK- rek  2 kom  i dobrać wartość  R  w okolicach  1 kom -   na wskazania    Z=50 om  i PHASE  w okolicach połowy ekranu 

bez rezystora  910 pomiar Z pokazywany przez VNA będzie około 46 om

Jeżeli mamy małe diody SMD LL4148 w rozmiarze  0805 wtedy rezystor przeważnie wychodzi 910 om

jeżeli mamy diody  LL4148 w obudowie minimelf  to wtedy rezystor wychodził mi około 1,3 kom

 

jeżeli nie pomaga to   pozostaje  podłączenie trymera 1-20 pF wprost do wyjścia DC

 

i pokręcać  obserwując wskazania RL (na minimum)  podczas pomiaru  wzorcowego  50om w trybie VNA

 

 

====== >

Podstawowe pomiary jakie trzeba zrobić po wykonaniu urządzenia

 

a następnie zapisać jako pliki VEC -      FILE > SAVE AS

 

 

 

- VNA port otwarty  1-60 MHz

- VNA  port zwarty  0 om

- VNA zapięte 50 om wprost do gniazda -  np wykonane z rezystorów SMD

- VNA zapięte 100 om  albo inny jak masz

- VNA pomiar kabla o długości od 2 do 10 metrów  albo

- WOB - oba porty nie podłączone

- WOB - oba porty spięte krótkim kablem koncentrycznym WY-WE

Takie przykładowe „wzorcowe” pomiary zostały zamieszczone poniżej  do porównania........

Link do „pomiarów wzorcowych.....

 

Przykładowe wykonywanie pomiarów

Pomiar anteny

Podłączamy antenę do środkowego BNC  i mierzymy  -))  

kursory - LEWY  klawisz myszki na wykresie   - stawia tam marker 1

                - PRAWY  klawisz myszki na wykresie   - stawia tam marker 2

ZOOM - zbliżenie   wykonane  dla postawionych markerów

RECALL - cofnij jeden krok  zoom wstecz ( dział tylko jedne krok !!!)

SAVE -  zapisz   F start stop do pamięci pod klawisz RECALL

Min.SWR -  włącza automatyczny marker szukania najmniejszego SWR

UWAGA - miernik  mierzy antena mocą około 1 mW i jeżlei antena będzie zawilgocona ( izolatory trapy itp  )  to pomiary będą zafałszowane !!!!  Przegrzanie anteny mocą  np 100 W przez  kilka minut i następnie poprawne odczyty SWR świadczą o tym że nasza  antena „łapie wilgoć” !!!!!!!     WNIOSEK - naprawić antenę lub „suszyć”  ją za pomocą TRX przez odbiorem -)

Jeżeli pomiary robimy za pomocą  VNA   odizolowanego od świata (wersja z LCD  i własne bateryjki  lub z laptopa zasilanego z baterii)  i dotykanie masy VNA  zmienia  nam odczyty-wykresy   oznacza to że mamy źle wykonaną instalację antenową  i nasza  ręka staje się fragmentem przeciwwagi anteny a ekran kabla będzie promieniował wcz !!!!

Takie zjawisko można zaobserwowoać przy antenach Longwire  lub antenach samochodowych CB montowanych na nieoryginalnych magnesach .  

 

Pomiar kwarcu

 

włączamy tryb FILTER ( wobuloskop)

słuchać pstryknięcie przekaźnika

jedna nogę kwarcu podłączamy do WY  a druga do WE miernika

 

jeżeli ktoś chce wykonać bardziej zaawansowane pomiary  to polecam   OPIS1  --  OPIS2

 

 

W programie jest zakładka  XTAL - na razie nie oprogramowana.

Na tej zakładce będzie znajdował się  „automat”  mierzący i liczący parametrów... tymczasem trzeba to robić ręcznie :-)

 

 

Pomiar długości kabla - szukanie uszkodzenia kabla

we wszystkich wersja programy zasada  jest taka sama

 

pomiar źle się robi jeżeli rezonans anteny wypada w zakresie  do 60 MHz - czyli najlepiej :

- robić dla anten które mają rezonans powyżej  60 MHz

- robić dla kabla otwartego na końcu  ( lub zwartego)

 

na rysunku poniżej widać że:

kabel jest na końcu otwarty - pomiar Z zaczyna się od 300 om...

gdyby kabel był zwarty pomiar zaczynał by się od 0 om

 

Jeżeli np na szpuli mamy  100 metrów kabla  a pomiar wynosu np 35 metrów - to znaczy że na tym metrze kabel jest uszkodzony, a po rysunku od razu widać czy to jest zwarcie czy rozwarcie... -)

 

w zależności od mierzonego kabla ( rodzaj dielektryk) należy w pliku INI wpisać odpowiednia stałą dielektryczną - standardowo jest wpisana  0.66

 

markery stawiamy w szczytach  „górek”   albo w dolinkach - „w takim samym” miejscu

 

 

Pomiar inne ......  TRAPY

Zamieszczam na razie  dokument który można znaleźć na grupie YAHOO.

Jest on po niestety po angielsku - ale rysunki mówią same za siebie. ten element (rurka) na ich zdjęciu można zastąpić

TRÓJNIKIEM + TERMINATOREM 50om

do pobrania  >>>  opis pomiarów

 

 

Pomiar inne ......  BALUNY

 

Dwa proste pomiary

w trybie VNA

zapinamy tak jak antenę - zakładka ANTENA   - środkowy port

na wyjście baluna zapinamy  odpowiednią rezystancję ( bezindukcyjna - najlepiej z rezystorów SMD)

 

w trybie wobuloskopu

dla pomiaru balunów 1:1  . ustawiamy miernik w tryb   FILTER - i jedno uzwojenie do środkowego portu  a drugie  do portu wejściowego

badamy  pasmo przenoszenia  tego elementu jak transformatora.

 

 

 

Generator.....

Żeby generował napięcie wcz ( a nawet mcz) trzeba go włączyć :-)

wpis ręczny dowolnej możliwy jest do wykonanie jedynie przez jedną z 10 komórek pamięci

W trybie GENERATORA  drugie złącze BNC  pełni funkcję  podręcznej sondy wcz o impedancji wejściowej  wyskalowanej w dB

 

 

>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> 

Może w końcu starczy czasu i zamieści się ilustrowany poradnik pomiarowy -))  po polsku  - ciągły brak czasu,,,,,,

 

 >> Rozwiązywanie problemów >>>>>>>>>>

1.      Jeżeli VNA podłączone jest do portu LPT to przekaźnik  musi „pstrykać” podczas przełączania  z trybu ANTEA  do GENRATOR- jeżeli nie to

a.      możliwe że brak zasilanie

b.      mamy zły kabel

c.      mamy zły numer LPT

d.      błąd w montażu

 

1.      Sprawdzenie czy DDS generuje = włączamy tryb generatora. i sprawdzamy czy jest sygnał  wcz  kolejno na

a.      wyjściu DDS

b.      za filtrem LPF

c.      na wyjściu LT1252

d.     na wyjściu BNC

można także ustawić F 5kHz  ( wpisujemy w jedną z komórek pamięci i wysyłamy  do generatora)

i obsłuchać za pomocą słuchawek obecność sygnału

 

2.      >>>>>>>>>>>>  jak coś nie działa - - pytać -)  i nie kombinować-)))

 

Rozbudowa o dodatkowe opcje.....  EXTENTER.....

W planach jest wykonanie płytki  z PLL umożliwiającym pracę   VNA  na wyższych częstotliwościach np pomiar anten z pasma 2 metry.
Na razie temat jest w planach - ale osoby które lubią majsterkować mogą zaadoptować na te potrzeby fragment PLL wg projektu SP3ABG
W przypadku współpracy z PLL  odpowiednią wartość dzielnika preskalera trzeba wpisać w pliku INI

Jak powstanie sprawdzona wersja układu PLL - opis wyląduje na WWW....

 

:-)

 Wszelkie pytania i sugestie kierować na email....

  Prawa autorskie do materiałów własnych SP3SWJ należą do SP3SWJ

email: sp2swj@poczta.onet.pl

 

   >>> HOME <<<