diod.club diod.club
Проектирование, изготовление, ремонт и обслуживание электроники
 Помощь   


 Страниц (1): [1]   

> Описание: Обсуждение технических вопросов по NWT-160
serge_m
  Отправлено: 02 Сентября, 2017 - 22:58:19
Post Id
Junior Member  (53)
Откуда: Харків, Україна!
Репутация: 2

Хочу представить общественности свою реализацию широко известной USB приставки - измерителя АЧХ NWT-200. Имя конструкции я изменил, моя реализация называется NWT-160, так как именно 160 МГц - частота, которую можно получить в ещё относительно чистом виде от микросхемы DDS AD9954 при тактовой частоте ядра DDS = 400 MHz.

Для начала немного фотографий текущего состояния проекта (плата ревизии 0,5):

Нажмите для увеличения

Нажмите для увеличения

Нажмите для увеличения


В основе конструкции - авторская схема NWT-200, прошивка тоже используется авторская.
Основные отличия от авторской схемы:
ФНЧ Чебышева 11-го порядка на экранированных катушках индуктивности с латунными подстроечными сердечниками;
Система АРУ с применением усилителя сигнала ошибки и сумматора на ОУ;
Двухкаскадный УВЧ: МШУ + оконечный УВЧ ERA-5SM;
Аттенюатор 0 - 63 dB с шагом 1 dB;

Основные компоненты:
DDS - AD9954YSVZ
MCU - PIC16F876A-I/SP
USB-UART - FT232RL
Тактовый генератор - TCXO SMD3225 40.000MHz 2ppm
Логарифмический детектор - AD8310ARMZ
Линейный детектор - AD8361ARMZ
Преварительный МШУ
УВЧ - ERA-5SM
Аттенюатор - 2 * PE4302
Детектор АРУ - HSMS-2822
ОУ в системе АРУ - LMV321ILT
Стабилизаторы напряжения - серия TPS793xx, 78L09
DC-DC преобразователь B0512S-1W

Схема соответствующая будущей ревизии платы (Rev 1.0):
Нажмите для увеличения


Информацию в стартпосте буду обновлять и добавлять. Эта тема техническая. Коммерческая будет создана позже в соответствующем разделе. Большая просьба не засорять тему вопросами не технического плана.



(Добавление)
Немного истории:

Началось все с первой опытной платы которая была заказана в единственном экземпляре и на ней проходило всё макетирование. Одной из целей этой платы была проверка концепции шестизвенного аттенюатора - удачно. На этой плате не было системы АРУ, и был простой однокаскадный УВЧ на ERA-1 (ERA-5):

Нажмите для увеличения


Плата эта заказывалась по-местному, качество изготовления меня не устроило и я решил больше не играть в лотерею и остальные опытные ревизии плат заказывал, как обычно, в Китае.
Позже к этой опытной плате добавилась небольшая внешняя макетка с системой АРУ, которую можно увидеть на фотографиях.

На этапе между первой и второй ревизией ко мне подключились помощники и работа пошла веселей.

Ревизия 0,2 - отличия от 0,1 минимальны, просто заказал в Китае и по сути эта ревизий не пригодилась даже для макетирования так как к моменту получения этих плат уже были мысли по усовершенствованию конструкции. Фото платы второй ревизии:

Нажмите для увеличения

Нажмите для увеличения


В процессе макетирования пришли к выводу что одного каскада усиления мало - выхода с DDS недостаточно для раскачки ERA-1. Лучше снизить уровень выхода с DDS, но добавить предварительный малошумящий каскад усиления. Для проверки этой концепции была заказана плата Rev 0.3. В этой же ревизии была заложена простая система АРУ как в NWT-7. Для того что-бы поместить предварительный каскад усиления пришлось пожертвовать одной релюшкой (изначально их было 7 и звено -32дБ состояло из двух звеньев по -16 включаемых одновременно):

Нажмите для увеличения

Нажмите для увеличения

Простая система АРУ себя не оправдяла ещё на этапе проверки на плате NWT-7, поэтому эта ревизия платы была использована только в целях макетирования двухкаскадного УВЧ:

Нажмите для увеличения


По результатам макетирования была подготовлена плата ревизии 0,4 с новой системой АРУ, но уйти в производство ей было не судьба. Тщательная проверка аттенюаторов на реле показала что на частотах ближе к 150 МГц они работают уже не совсем хорошо. Был приобретён готовый модуль аттенюатора на PE-4302, проверка показала что имеет смысл использовать эти микросхемы вместо резистивных аттенюаторов с коммутацией на реле.

Так родилась ревизия 0,5 в которой исчезли 6 реле, зато добавилось два блока аттенюатора на PE4302:

Нажмите для увеличения

Нажмите для увеличения

(Отредактировано автором: 03 Сентября, 2017 - 21:56:50)

Леонид Иванович Администратор
  Отправлено: 04 Сентября, 2017 - 18:21:22
Post Id
Super Member  (701)
Откуда: Minsk
Репутация: 25

Спасибо, очень интересный опыт.
На немецком форуме встречал результаты обмеров релейного аттенюатора до 500 МГц. Если реле сверху обернуть фольгой (фактически из G6K тогда получаются G6K-RF), то результаты становятся хорошими.
Зачем нужен линейный детектор?
Разгонять DDS не пробовали?
Какова методика настройки катушек фильтров? Ведь сам NWT не позволяет посмотреть АЧХ собственного фильтра. Думал для этих целей добавить при настройке в тракт удвоитель на трансформаторе со средней точкой и диодах.
serge_m
  Отправлено: 04 Сентября, 2017 - 23:57:35
Post Id
Junior Member  (53)
Откуда: Харків, Україна!
Репутация: 2

Здравствуйте, Леонид Иванович. Рад видеть в этой теме.

Обматывать реле фольгой это конечно вариант, но не технологично. Информация в любом случае полезная, спасибо.

Линейный детектор есть не просит. Можно не запаивать, скорректировать резистором входное сопротивление блока детекторов и жить без линейного детектора. Но лично мне линейный детектор пригодился на NWT-7 при отборе кварцев по частоте последовательного резонанса. С линейным детектором точнее видно где же вершина точки резонанса. Поэтому оставил, места на плате достаточно.

По разгону DDS - да, пробовали, опыт положительный. Подробнее отвечу заготовкой:
Цитата:
6. Дополнительные возможности прибора NWT-160
Учитывая сообщения о работоспособности микросхемы DDS AD9954 с тактовыми частотами более 400 MHz, было принято решение проверить экспериментально параметры синтезированного сигнала при тактовых частотах 440, 480, 520 и 560 MHz. За основу для сравнения был использован спектр выходного сигнала при тактовой частоте 400 MHz, условное изображение которого показано на Рисунке 10:

Нажмите для увеличения

В рабочей полосе частот есть две пораженные точки: первая с частотой 40 MHz (просачивание частоты кварцевого генератора на выход) и вторая - 100 MHz (¼ тактовой частоты DDS Fclk) относительными уровнями соответственно минус 50 и 40 dB. При перестройке частоты основного (синтезированного) сигнала часто́ты и относительные уровни пораженных точек не изменяются.
Слева и справа относительно частоты Fclk/4 =100 MHz (100 MHz - Fc) и (100 MHz + Fc). Их относительный уровень не превышает значения минус 45 dB. В спектре выходного сигнала наблюдаются также гармоники синтезированного сигнала с частотами 2Fc, 3Fc. Уровни второй и третьей гармоник не превышают значений соответственно минус 30 и 45 dB. Других спектральных компонент с уровнями выше минус 50 dB в спектре выходного сигнала NWT-160 не обнаружено. По мере увеличения частоты синтезированного сигнала (Fc) спур с частотой (100 MHz - Fc) ”движется” навстречу сигналу, а спур с частотой (100 MHz + Fc) с той же скоростью удаляется от него, приближаясь к частоте Fclk/2 (200 MHz). При совпадении частоты сигнала с частотой “пораженной точки” наблюдаются биения и модуляция уровня спектральной составляющей.
Здесь необходимо отметить, что уровень “пораженных точек” зависит не только от самой микросхемы DDS, но и от конструкции печатной платы. Так, например, было замечено, что установка проводника в цепи вывода Rset длиной около 70мм привела к росту спектральной составляющей с частотой 100 MHz примерно на 16dB.
По мере дальнейшего увеличения частоты сигнала Fc и приближения ее к границе рабочего диапазона возникает еще одна проблема: навстречу спектральной составляющей с частотой Fc “сверху”, симметрично относительно частоты 200 MHz, движется спектральная составляющая равного уровня. Для ее подавления и получения приемлемого качества сигнала на выходе DDS устанавливают ФНЧ. От крутизны ската АЧХ этого фильтра зависит степень подавления нежелательной спектральной составляющей. Очевидно, оптимальным можно считать уровень подавления на частоте 200 MHz + ΔF и выше не менее 45 dB.
Здесь ΔF = 200 MHz - Fc_max. Так, например, при Fc_max = 170 MHz получим ΔF = 30 MHz, откуда следует, что ФНЧ должен обеспечивать на частотах выше 230 MHz подавление не менее 45 dB (напомним, что 45 dB это уровень спуров в рабочей полосе частот и он обусловлен самой микросхемой DDS).
При испытаниях с более высокими тактовыми частотами в настройках программы WinNWT5 задавались величины параметров, указанные в Таблице 10

Нажмите для увеличения

При исследованиях спектров выходных сигналов с повышенными тактовыми частотами DDS (вплоть до Fclk = 520 MHz) существенных отличий в качестве синтезированного сигнала обнаружить не удалось. Единственное отличие состоит в том, что в соответствии с увеличением тактовой частоты DDS увеличивается также и частота “пораженной точки”, принимая ряд значений 100, 120, 140 и 160 MHz для тактовых частот 400, 440, 480 и 520 MHz соответственно. При тактовой частоте 560 MHz в спектре начали появляться дополнительные спуры (правда с очень низким относительным уровнем примерно -60 dB), поэтому дальнейшее повышение Fclk прекратили. Заметного перегрева самой микросхемы DDS также не обнаружено (по субъективным ощущениям). Общий ток потребления прибора NWT-160 по цепи 5V при всех выключенных реле (аттенюатор 0 - 63 dB в положении “0” dB) составляет примерно 320 mA при Fclk = 400 MHz и примерно 345 mA при Fclk = 560 MHz. Таким образом, случайно выбранная из партии микросхема AD9954 вполне работоспособна на повышенных тактовых частотах вплоть до Fclk = 520 MHz


По предлагаемой методике настройки фильтра тоже подготовлена информация. Сначала по ФНЧ в целом:
Цитата:
1. Фильтр Нижних Частот.
Фильтр Чебышева 11-го порядка для лучшего подавления спектральных компонентов вне рабочей полосы. Используются экранированные катушки индуктивности с латунными сердечниками. Для упрощения настройки фильтра без использования приборов (при их отсутствии) предлагается следующая методика. По таблице находим требуемое положение сердечника катушки и вкручиваем до требуемого положения.
Таблица получена замером случайно выбранных катушек из партии. Способ измерения индуктивности катушек и таблица зависимости индуктивности от положения сердечника приведены в "Приложении 1". По результатам расчета ФНЧ были подобраны конденсаторы с погрешностью не более +-2% и спаян фильтр в составе платы NWT-160. Положение сердечников катушек выбрано по таблице (Приложение 1). АЧХ тракта, включающего в себя DDS, ФНЧ, УВЧ и ступенчатый аттенюатор 0 - 63 dB измерялась в режиме работы NWT-160 - "ГПД"; при этом к выходному разъему NWT-160 подключался анализатор спектра HAMEG с рабочей полосой 0,1 - 1050 MHz и динамическим диапазоном по входному сигналу -110 dB. Система АРУ NWT-160 при этих измерениях была отключена. На закладке "ГПД" программы WinNWT5 задавалась требуемая частота, а ее относительный уровень А в dB измерялся на выходе NWT-160 с помощью анализатора спектра HAMEG.
Результаты измерений приведены в Таблице 1.

Нажмите для увеличения

График, построенный по данным этой таблицы, приведен на Рисунке 1.

Нажмите для увеличения

Здесь следует отметить, что на данном этапе исследований пока ещё не оптимизирована схема связи УВЧ (ERA-5SM) с нагрузкой, которая может вносить неконтролируемую системой АРУ неравномерность до 2,5 .... 3 dB.
Однако, из полученных результатов следует, что предложенная методика настройки ФНЧ может иметь право на существование. Кроме того, относительный уровень основного спура (F = 230 MHz) при частоте синтезируемого сигнала вплоть до 170 MHz будет составлять примерно 63 dB
Учитывая, что уровень дополнительных спуров, находящихся в рабочей полосе частот составляет примерно 45 dB, можно увеличить частоту среза ФНЧ и синтезировать данным устройством частоты вплоть до 180 MHz без потери качества выходного сигнала и без "разгона" DDS.


Методика измерения индуктивности, таблица с полученными результатами зависимости индуктивности от количества витков резьбы, на которое вкручен латунный сердечник:
Цитата:
Измерение индуктивности катушки
Индуктивность катушки сравнительно небольшой величины (десятки и сотни наногенри) достаточно просто с приемлемой точностью можно измерить резонансным методом. Для этого потребуется измеритель АЧХ, работающий в диапазоне частот нескольких десятков MHz и конденсатор с известной емкостью. Можно воспользоваться любым промышленным измерителем АЧХ типа Х1-хх (Х1-1, Х1-47, Х1-48 и так далее) либо прибором типа NWT с выносным пробником. Схема включения приведена на Рисунке П1:

Нажмите для увеличения

Резисторы не обязательно должны быть прецизионными. Достаточно резистор R1 подобрать из имеющихся с возможно близкими номиналами для лучшего согласования кабеля, а резистор R2 взять любой с допуском +-5%. В качестве конденсатора Сэт применялся конденсатор типа К10-43-64,9pF +-1%.
Емкость детекторной головки равна 2,2 pF (также измерена резонансным методом). Монтаж выполнен навесным методом, при этом длина выводов радиокомпонентов была минимально возможной. По полученной резонансной частоте и известной емкости производили вычисление индуктивности для каждого положения сердечника. Результаты приведены в Таблице.

Измеряется зависимость индуктивности от положения латунного сердечника. Исходное положение - сердечник выкручен так, что его верхняя кромка находится на уровне пластмассового каркаса при этом L катушки = max.

Нажмите для увеличения

По мере закручивания сердечника индуктивность уменьшается (также уменьшается и добротность катушки).
Принимаем: Cк = 64,9 pF, Cвх = 2 pF, Смонт = 2pF. Итого C = 69 pF

Нажмите для увеличения



Ну и конечно же можно разогнать DDS (для этого надо лишь поменять значения двух полей в настройках, а скоро, надеюсь, будет достаточно поменять только значение множителя PLL) и посмотреть что же там получилось за пределами рабочего диапазона частот.

(Отредактировано автором: 05 Сентября, 2017 - 00:04:28)

Леонид Иванович Администратор
  Отправлено: 05 Сентября, 2017 - 01:06:09
Post Id
Super Member  (701)
Откуда: Minsk
Репутация: 25

Спур Fclk/4, вероятно, связан с внутренней структурой DDS: "If the max internal system clock rate of the DDS is above 300MHz, the DDS uses an interleaved core architecture. Most all released DDSs above 300MHz are interleaved by 4. Only the AD9858 is interleaved by 8. So, both the AD9912 and AD9954 are interleaved by 4. This is not to say future released DDSs will have 4 or 8 as the interleave factor." (http://ez.analog.com/message/45641#45641)

Я планировал тактировать DDS от PLL ADF4360-7 и не использовать внутренний умножитель. Для отстройки от спуров планировал дать пользователю возможность менять тактовую DDS без изменения выходной частоты (PLL и DDS перестраиваются синхронно в разные стороны). В некоторых случаях можно это делать и автоматически.

Если вывод Rset так влияет, может его зашунтировать емкостью на землю?

Как снималась АЧХ фильтра до 220 МГц, при разгоне DDS? Почему выбран фильтр 50 Ом? Если взять 100 или 200 Ом, можно выиграть в уровне сигнала. Не пробовали делать фильтр на стандартных SMD индуктивностях? Ну и еще хорошо бы в фильтр добавить компенсацию sinc.

Не смотрели, видны ли гармоники аттенюаторов PE4302 при максимальном выходном сигнале? Хотя на фоне гармоник ERA они вряд ли видны. Я хотел вместо подобных усилителей использовать ОУ ADA4927, они значительно более линейные.
Igor123456789
  Отправлено: 05 Сентября, 2017 - 08:24:50
Post Id
Newbie  (10)
Репутация: 4

С разрешения serge_m хотел бы уточнить некоторые моменты.

В первоначальном варианте применялись реле TQ-2 и в NWT-7 работали достаточно хорошо. Когда в проект заложили шаг 1дБ из-за выбранной топологии аттенюатора и конструктивных особенностей реле на высоких частотах (начиная со 100Мгц) АЧХ тракта стала не предсказуема. Плюс к этому общее потребление платы потребовало использование двух USB выходов. Применение G6K наверно исправило первую проблему, но не решало второй.

На счет настройки катушек фильтра. Т.к большинство радиолюбителей не имеют оборудования была проверена случайная выборка катушек из партии, составлена таблица. Пользователю достаточно выполнить ввинчивание сердечника из начального положения и можно считать настройку выполненной. Такая методика была проверена на нескольких фильтрах, повторяемость результата считаем достаточной. В rev1.0 будет заложена возможность подключения к ФНЧ внешних приборов (контрольные точки) для точной настройки по своим требованиям.

На счет волнового сопротивления. Катушки были с начальной индуктивностью 55мкГн и фильтр "удачно" рассчитался с R=50 Ом F=170МГц A=1дБ. Каждый сможет выполнить изменения (с заменой катушек) по своим требованиям. Предложенный вариант можно назвать "стоковым".

Фильтр на стандартных SMD индуктивностях был опробован на NWT-7 от serge_m результат Сергей предоставит из подготовленных материалов.

PE4302 исследовали в виде готового модуля с Алиэкспресс, но количественный материал не готовили использовали качественный результат - подходит для NWT-160.
serge_m
  Отправлено: 05 Сентября, 2017 - 16:27:46
Post Id
Junior Member  (53)
Откуда: Харків, Україна!
Репутация: 2

Информацию по ФНЧ на SMD индуктивностях добавлю вечером.
Леонид Иванович пишет:
Как снималась АЧХ фильтра до 220 МГц, при разгоне DDS?

Да, для этого разгоняли ДДС.

(Отредактировано автором: 05 Сентября, 2017 - 16:29:47)

Леонид Иванович Администратор
  Отправлено: 05 Сентября, 2017 - 18:08:02
Post Id
Super Member  (701)
Откуда: Minsk
Репутация: 25

Igor123456789 пишет:
Когда в проект заложили шаг 1дБ


А зачем такой малый шаг аттенюатора? В небольших пределах амплитуду можно менять через регистр ASF. Вполне допустимо потерять 1 разряд ЦАП, тогда от аттенюатора потребуется шаг 6 дБ.
serge_m
  Отправлено: 05 Сентября, 2017 - 18:16:45
Post Id
Junior Member  (53)
Откуда: Харків, Україна!
Репутация: 2

Мы используем готовую авторскую прошивку. Править её нет возможности, поэтому управлять через регистр не получится. Доступны 6 выходов микроконтроллера для коммутации аттенюаторов. PE4302 управляется параллельно, как раз 6тью линиями. 2 микросхемы включены последовательно, а управляются параллельно, то есть в каждой микросхеме одновременно включаются/выключаются звенья с одинаковым затуханием. Шаг микросхемы - 0,5дБ, включая 2 по 0,5 получаем 1. Кому мелкий шаг неудобен - можно будет в настройках программы отключить, например, управление звенями 1 дб (2*0,5) и 2 дБ (2*1) и получить 0 - 60 дБ с шагом 4.

(Отредактировано автором: 05 Сентября, 2017 - 18:23:00)

Леонид Иванович Администратор
  Отправлено: 05 Сентября, 2017 - 19:14:34
Post Id
Super Member  (701)
Откуда: Minsk
Репутация: 25

serge_m пишет:
Мы используем готовую авторскую прошивку.


Это плохо. Появляется множество ограничений.
serge_m
  Отправлено: 05 Сентября, 2017 - 19:46:39
Post Id
Junior Member  (53)
Откуда: Харків, Україна!
Репутация: 2

Есть желание переписать под STM32F103, но сначала надо довести до логического завершения хотя бы с имеющейся прошивкой.

Обещанные экспериментальные данные по АЧХ ФНЧ на SMD катушках в сравнении с ФНЧ на проволочных катушках с воздушным диэлектриком. Это не совсем относится к данной теме, эксперимент проводился на NWT-7 (AD9851@180MHz).

Нажмите для увеличения

(Отредактировано автором: 06 Сентября, 2017 - 10:31:58)

Igor123456789
  Отправлено: 06 Сентября, 2017 - 11:32:08
Post Id
Newbie  (10)
Репутация: 4

Леонид Иванович пишет:
Если вывод Rset так влияет, может его зашунтировать емкостью на землю?


Выполнили проверку. Результат отрицательный, влияние отсутствует ( что подтверждает логические рассуждения).
Леонид Иванович Администратор
  Отправлено: 06 Сентября, 2017 - 12:59:20
Post Id
Super Member  (701)
Откуда: Minsk
Репутация: 25

serge_m пишет:
Обещанные экспериментальные данные по АЧХ ФНЧ на SMD катушках в сравнении с ФНЧ на проволочных катушках с воздушным диэлектриком.


Получается, что на SMD лучше?

Igor123456789 пишет:
Результат отрицательный, влияние отсутствует ( что подтверждает логические рассуждения).


Очень странно. Каким образом тогда длина проводника на Rset влияет?
Igor123456789
  Отправлено: 06 Сентября, 2017 - 13:49:50
Post Id
Newbie  (10)
Репутация: 4

Шунтирование Rset выполняли на rev0.5, где длина проводников уже оптимизирована (по этому влияние и не заметили). По возможности проведем проверку на первоначальном макете с длинным проводником.
(Добавление)
Леонид Иванович пишет:
Я хотел вместо подобных усилителей использовать ОУ ADA4927


Л.И. есть ли результаты макетирования?
serge_m
  Отправлено: 06 Сентября, 2017 - 14:39:51
Post Id
Junior Member  (53)
Откуда: Харків, Україна!
Репутация: 2

Леонид Иванович пишет:
Получается, что на SMD лучше?

Тут смотря с какой стороны посмотреть. На SMD затухание в полосе больше. Ну и нет возможности подстройки, хотя она нужна очень малому количеству пользователей.
Если на разницу затухания в полосе закрыть глаза, то получается практически то же самое, чуть "круче" затухание за полосой.
В любом случае ФНЧ NWT-7 я планирую переводить на SMD катушки, они меньше, на них меньше наводится помех от DC-DC преобразователя и всего остального, меньше взаимное влияние катушек друг на друга. Возможно увеличу порядок фильтра до 11-го, место позволяет.

Кстати, SMD катушки - понятие широкое. В опытном образце использованы катушки в типоразмере 0805 проволочные на керамике.
Леонид Иванович Администратор
  Отправлено: 06 Сентября, 2017 - 15:35:18
Post Id
Super Member  (701)
Откуда: Minsk
Репутация: 25

Igor123456789 пишет:
есть ли результаты макетирования?


Увы, нет. Для меня это сейчас одна из проблем - достать ADA4927. По поводу этих усилителей я задавал вопрос ADI, вроде, результат должен быть хороший.
Igor123456789
  Отправлено: 12 Сентября, 2017 - 11:58:21
Post Id
Newbie  (10)
Репутация: 4

Ранее было получено:

"В рабочей полосе частот есть две пораженные точки: первая с частотой 40 MHz (просачивание частоты кварцевого генератора на выход) и вторая - 100 MHz (¼ тактовой частоты DDS Fclk) относительными уровнями соответственно минус 50 и 40 dB. При перестройке частоты основного (синтезированного) сигнала часто́ты и относительные уровни пораженных точек не изменяются."

Дальнейшие эксперименты проводились со способом тактирования DDS. При использовании тактовой 404МГц (оказались под рукой) спектральная компонента 40МГц исчезла (был отключен PLL DDS). Второй эксперимент состоял в уменьшении уровня тактового сигнала DDS 40МГц. Первоначальный уровень составлял 830mV p-p (измерялся осциллографом). При уменьшении уровня тактовой до 300mV p-p спектральная компонента 40МГц уменьшилась до -58дБ.
serge_m
  Отправлено: 12 Сентября, 2017 - 17:16:48
Post Id
Junior Member  (53)
Откуда: Харків, Україна!
Репутация: 2

Добавлю:
Igor123456789 пишет:
В рабочей полосе частот есть две пораженные точки: первая с частотой 40 MHz (просачивание частоты кварцевого генератора на выход) и вторая - 100 MHz (¼ тактовой частоты DDS Fclk) относительными уровнями соответственно минус 50 и 40 dB.


Эти параметры были получены в первом макете. Потом я внёс "непоправимые улучшения" и на ревизии 0,5 мы получили результат хуже. Будем исправлять.
Igor123456789
  Отправлено: 30 Октября, 2017 - 09:41:12
Post Id
Newbie  (10)
Репутация: 4

На другом форуме возник вопрос "как идут дела?"

Работа над прибором продолжается, но кардинально изменена идеология. Выполняется попытка изменить систему АРУ (отказ от регулировки через Rset). Это вызвано тем, что уровень паразитной 100МГц составляющей неизменен, а уровень полезного сигнала занижен. Кроме того при более пристальной проверке параметров тракта установлено, что две последовательно включенные PE4302 ведут себя непредсказуемо. Попытка найти информацию об особенностях каскадного включения PE4302 результата не дала. Опыт использования электронного аттенюатора приходится набирать самостоятельно. На данный момент выполняются эксперименты с LMH6702, LMH6704, THS3201, THS3202 (качество комплектующих сильно зависит от поставщика). К сожалению не смотря на большой обьем полученной "сырой" информации, поделится готовым результатом пока нет возможности.
Igor123456789
  Отправлено: 14 Ноября, 2017 - 13:55:57
Post Id
Newbie  (10)
Репутация: 4

Добрый день. Пока serge_m занят, предлагаю информацию для тех кто интересуется прибором.

В начале эпиграф «Сложно создать новое, можно только ухудшить имеющееся» Улыбка.

Прибор в ревизии 0.5, собранный в 2-х экземплярах в принципе работает, но всегда хочется получить больше. При более пристальном анализе работы прибора были выявлены недостатки, с которыми собственно и происходила вся текущая работа. Разберем их по порядку.

При тактировании DDS генератором 40МГц в спектре выходного сигнала сигнала имелась соответствующая компонента недопустимо (для прибора такого класса) высокого уровня. Решение оказалось простым, снижение уровня тактового сигнала (в пределах параметров DDS) позволило спектральную компоненту загнать за -55дб.

Также в спектре выходного сигнала имелась компонента в 100 MHz (¼ тактовой частоты DDS Fclk). Решение было банальным (использовалась многими, кто работал с AD995*. ) применение трансформатора. Таким образом 100МГц загнали за -60дб. Правда теперь гарантированный частотный диапазон ограничен 1МГц снизу.

В rev0.5 применялся МШУ с большим НЕРЕГУЛИРУЕМЫМ усилением, это и стало причиной дополнительных неудобств и ограничений прибора. После полученных рекомендаций и анализа применяемых в аналогичных устройствах ОУ с широкой полосой и большим уровнем рабочего сигнала остановились на LMH67** и THS32**. (См. Выше). В результате в текущую ревизию 0.8 попал LMH6702. (В качестве лирического отступления. Качество LMH будет влиять на хар-ки прибора в режиме генератора сигнала, в режиме ГКЧ «великая» мат. коррекция многое прощает). Дополнительно в этом каскаде будет реализован подьем усиления на высоких частотах для компенсации завала выходного сигнала DDS.

Теперь АРУ. Была сделана попытка уйти от регулировки усиления через Rset (хотя в rev0.5 работа АРУ не вызывала никаких нареканий и работала на 5+). После макетирования разных вариантов получен вывод, что с сигналами высокого уровня (200-300mV) реализовать АРУ с разумными затратами не представляется возможным. Забегая вперед скажу, что при комплексном анализе всех полученных результатов, в rev0.8 заложена АРУ с регулировкой через Rset. (в противовес rev0.5 , глубина регулировки будет около 2-5дБ).

Каскад основного усиления оставлен на ERA-5. Эксперименты с ОУ пока остановлены. Но в дальнейшем возможно появление THS32**.

Аттенюатор. Революционный переход к паре PE4302 был омрачен не одназначностью их работе в паре. Не вдаваясь в подробности перейдем к результату т. к. планируется прибором проводить измерения в rev0.8 заложен тандем из одной PE4302 (ослабление 1-31дб) + аттенюатор 32дб на РЕЛЕ Недовольство, огорчение. Сделан шаг назад, но он оправдан с точки зрения потерь полезного сигнала.

Сейчас Rev0.8 в работе. После проверки параметров будет принято решение о готовности прибора. Графики и таблицы готовятся и при необходимости будут предоставлены.
Леонид Иванович Администратор
  Отправлено: 16 Ноября, 2017 - 18:57:34
Post Id
Super Member  (701)
Откуда: Minsk
Репутация: 25

Igor123456789 пишет:
Также в спектре выходного сигнала имелась компонента в 100 MHz (¼ тактовой частоты DDS Fclk). Решение было банальным (использовалась многими, кто работал с AD995*. ) применение трансформатора. Таким образом 100МГц загнали за -60дб. Правда теперь гарантированный частотный диапазон ограничен 1МГц снизу.


Для этих же целей планировал применять дифференциальный фильтр и дифференциальный усилитель на выходе DDS (как сделано во многих AWG). Ограничивать частотный диапазон снизу для меня является неприемлемым. Тем более, таким высоким значением, как 1 МГц, туда даже АМ ПЧ не помещается.

Igor123456789 пишет:
Теперь АРУ.


Вместо АРУ планировал использовать цифровую коррекцию нелинейности АЧХ тракта. Получить коэффициенты можно в процессе калибровки по собственному детектору (который считаем линейным). Работа АРУ будет мешать при получении AM сигнала.

Igor123456789 пишет:
Революционный переход к паре PE4302 был омрачен не одназначностью их работе в паре.


Интересно, а что с ними не так? В TG44 применяется пара DAT-15R5, вроде, жалоб нет.
Igor123456789
  Отправлено: 17 Ноября, 2017 - 11:52:19
Post Id
Newbie  (10)
Репутация: 4

Добрый день. Л.И. уточняю информацию.

Уровень сигнала в нижней части диапазона 0.1МГц/-1дБ, 0.2МГц/-0.8дБ, 0.3МГц/-0.1дБ, 0.4МГц и выше/0дБ. Т.о на конкретном экземпляре TC4-1 с учетом АРУ полосу можно считать от 100кГц, но даташит гарантирует от 500кГц.

По второму пункту не забываем, что у нас "реплика" с уже готовым софтом и АМ не предусмотрено в принципе (для Вашего генератора цифровая коррекция является правильным выбором).

По PE4302 готовлю цифры и отвечу позже. Пытались найти информацию по применению DAT-15 в TG44 не вышло. Если не затруднит угостите ссылками (интересует или топология п/п или схема/блок схема).
Леонид Иванович Администратор
  Отправлено: 17 Ноября, 2017 - 12:34:31
Post Id
Super Member  (701)
Откуда: Minsk
Репутация: 25

Есть только фото платы:


Нажмите для увеличения
Igor123456789
  Отправлено: 17 Ноября, 2017 - 12:52:12
Post Id
Newbie  (10)
Репутация: 4

Спасибо.
Есть на что посмотреть.
Тем более удивителен полученный нами результат.
serge_m
  Отправлено: 19 Ноября, 2017 - 10:31:16
Post Id
Junior Member  (53)
Откуда: Харків, Україна!
Репутация: 2

Опыт по применению PE4302 хронологически состоял из проверки готового модуля с алиэкспресс:

Нажмите для увеличения


Управление параллельным кодом под крышкой:

Нажмите для увеличения


На вход подавался сигнал с генератора, на выход был подключен спекртоанализатор (с его помощью выполнялись все измерения). Качественная оценка его работы позволила принять решение о применении в rev0,5 двух последовательно включенных микросхем (схема приведена постами выше).

Дальнейшие измерения выполнялись на смонтированной плате (см. выше), которая превратилась в макет. Источником сигнала стал выход ERA-5, охваченный АРУ с последовательным резистором 49R9 (см схему выше). Нагрузкой 50Ом являлся вход анализатора спектра. Измерения дали такие результаты по работе аттенюатора (см. таблицу). (здесь и далее используется часть данных, показывающая общую тенденцию). Данные снимались на двух экземплярах смонтированных плат с PE4302 полученными от разных поставщиков.

Нажмите для увеличения


После получения такого результата вторая м/с была отключена и опыт повторили, результат получили такой:

Нажмите для увеличения


При этом начальное ослабление PE4302 составляет 2,1-2,9дБ (что не согласуется с даташитом). Косвенными методами сняли зависимость входного и выходного эквивалентного сопротивления PE4302 и получили такие данные:

Нажмите для увеличения


Нажмите для увеличения


По совокупности полученных данных и отсутствии дополнительной информации (плюс сумма всех компромисов) в rev0,8 и заложена связка PE4302+реле, а работа пары PE4302 названа непонятной.
Леонид Иванович Администратор
  Отправлено: 19 Ноября, 2017 - 11:02:55
Post Id
Super Member  (701)
Откуда: Minsk
Репутация: 25

Может микросхемы левые? Есть и другие варианты: DAT-31, RF2420, HRF-AT4611, HMC307, HMC425, AD8367 и подобные.
Igor123456789
  Отправлено: 19 Ноября, 2017 - 11:10:48
Post Id
Newbie  (10)
Репутация: 4

"Левыми" оказалась первая партия из Китая и вся ушла в утиль.
Второй источник Имрад (г.Киев)- первая плата.
Третий источник Digikey -вторая плата.

Основная проблема, что не нашлось апликейшинов. Может не правильно искали. Если есть чем поделиться, будем рады.
(Добавление)
Еще вопрос Л.И. плата TG44 была у Вас в работе? Есть ли заметки по работе аттенюатора (в идеале с цифрами).
Леонид Иванович Администратор
  Отправлено: 19 Ноября, 2017 - 12:49:46
Post Id
Super Member  (701)
Откуда: Minsk
Репутация: 25

Особо вопросом не интересовался. Видел какие-то документы на эту тему у Skyworks, но сходу найти не могу. Вообще, если все претензии к аттенюаторам - это отклонение затухания от номинала, то это не страшно. Все равно ступени у любого аттенюатора не точные, на этапе калибровки прибора надо их измерять и прописывать в EEPROM.

TG44 у меня не было, откуда, я же нищеброд.
Igor123456789
  Отправлено: 19 Ноября, 2017 - 13:00:59
Post Id
Newbie  (10)
Репутация: 4

Да любое решение это компромисс. Наш стал: один электронный + секция на реле. Как результат - сохранение точности и достоверности работы аттенюатора (будет базовая отметка для единства измерений в домашней лаборатории).

Отсутствие измерительной базы извечная проблема. У кого нет - пытаются создать, у кого есть -тем не интересно этим заниматься.
Леонид Иванович Администратор
  Отправлено: 19 Ноября, 2017 - 14:13:50
Post Id
Super Member  (701)
Откуда: Minsk
Репутация: 25

Промерять отдельные секции аттенюатора при калибровке я планировал в любом случае. Тем более, сделать это легко, использую цифровое управление амплитудой DDS - добиваемся одинаковых показаний детектора с включенной и выключенной секцией аттенюатора. Тут даже линейность детектора не важна.

Что касается базы, это так. Кому она нужна, тот не умеет ее создать. А кто умеет, у того обычно есть готовое и делать свое не интересно. Вообще, у кого богатый опыт в электронике, тому эта электроника успела надоесть за время накопления богатого опыта.
Страниц (1): [1]
Сейчас эту тему просматривают: 1 (гостей: 1, зарегистрированных: 0)
« Общие вопросы проектирования электроники »


Все гости форума могут просматривать этот раздел.
Только зарегистрированные пользователи могут создавать новые темы в этом разделе.
Только зарегистрированные пользователи могут отвечать на сообщения в этом разделе.
 




Powered by ExBB
ExBB FM 1.0 RC1 by TvoyWeb.ru
UaExBB Style

[Script Execution time: 1.9267]     [ Gzip Disabled ]