论坛风格切换切换到宽版
  • 120959阅读
  • 773回复

强烈提议DIY大侠组织矢量分析仪VNA套件 [复制链接]

上一主题 下一主题
离线wanglei72
发帖
368
只看该作者 100楼 发表于: 2007-03-02
谢谢各位抬举
谢谢各位抬举,其实矢量分析方法理论上很简单。

上面的那个土炮vna的原理实际上就是一个改进的驻波测量电路。

首先一个基本概念是要知道,就是传输线理论。传输线理论简单理解就是

--高频信号在输线里传输是有方向性的,
--是有一定的速度的,
--传输线有特性阻抗,就是传输线两导体间瞬态纯电阻
--高频传输能量如果不被终端负载吸收是要折返继续传输的。

http://www.hellocq.net/forum/showthread.php?t=145734&highlight=vna&学习矢量测量技术,vna学习)。


通常传输线特性阻抗是已知的,那么测量传输线里面的电压值,就可以根据欧姆定律知道传输的功率,驻波表测功率实际就是这个道理。

驻波表的检测电路就是能检测 传输线 里的入射电压和反射电压,分别接两个检波二极管就得到高频的电压幅度,接上电压表就可以得到 入射功率和反射功率。

如果入射电压和反射电压不检波,那么输出的就是与原高频信号成比例的相对值,还是高频信号,那么入射和反射的相对信号之间要有相位差关系。

上面的那个土炮vna就是用示波器检测入射高频电压和反射高频电压信号, 完整的高频信号,包含相位关系的信号,进到电脑,分别作幅度和相位判断,根据高频理论 就可以计算出传输线另一端的 复数阻抗 。


知道了这个复数阻抗就可以做很多分析应用了。

如测量放大器的输入输出阻抗,因为输入阻抗不匹配,那么要得到同样的输出功率,就要加大前置放大器的功率,如果放大器输出阻抗不匹配,那么天线驻波反射回来的功率 都要消耗在放大器输出端,放大器效率低容易烧毁。

没有vna,做出来的放大器指标只能凭静态电流和输出功率来估算放大器的性能了,但如何改进,还得用vna,因为只有vna可以给出放大器上的那几个看来不起眼电容电感的实际理论计算结果,让放大器工作在最佳的状态。

还有设计天调的时候,如果知道了 天线本身的复数阻抗 可以用史密斯圆图计算器,可以计算出需要的天调电路的具体电感和电容值,这样就不是盲目的依靠驻波系数调天线了, 因为 有可能 你的天调里的电感和电容关系就不在理论的范围内,还有可能就是电感和电容的 调节顺序和方向不对。

矢量测量的用处太多了,还有好多用处。测放大器增益,天线增益 ,lpf的幅值特性和相频特性(nwt和普通的带扫频功能的频谱分析仪只能测幅值特性,相频特性往往也影响系统的性能)。

太多用处了,可以说 vna 就是ham diy有身份的象征。

矢量测量分析的硬件难度不高,但软件相对要复杂,因为软件要矫正硬件引入的系统误差。

无论硬件作的多么好,硬件引入的系统误差都是免不了的,必须要软件校正,所以我们对硬件也不要苛刻一味追求完美,如果软件做的好就解了。

请指正。
离线PHASE
发帖
93
只看该作者 101楼 发表于: 2007-03-04
没看明白图上的两个"分压"电阻在那里是起什么作用的。
本主题包含附件,请 登录 后查看, 或者 注册 成为会员
离线wanglei72
发帖
368
只看该作者 102楼 发表于: 2007-03-05
入射电压的取样分压电路
那个pdc-20-3器件是个定向耦合器,dds的信号直通过这个pdc器件,它的3 脚输出的实际是反射电压,你说的那个分压电路就是入射电压的取样分压电路。

这个结构完全可以用驻波表的检测电路代替, 驻波表的 检测电路 电路应该有两个输出,入射功率和反射功率输出,驻波表的检测电路就可以完全取代pdc-20-3和那个分压电路了

请指正
离线PHASE
发帖
93
只看该作者 103楼 发表于: 2007-03-05
'
那个pdc-20-3器件是个定向耦合器,dds的信号直通过这个pdc器件,它的3 脚输出的实际是反射电压,你说的那个分压电路就是入射电压的取样分压电路。
这个结构完全可以用驻波表的检测电路代替, 驻波表的 检测电路 电路应该有两个输出,入射功率和反射功率输出,驻波表的检测电路就可以完全取代pdc-20-3和那个分压电路了
请指正
'
谢谢您的回复!还是有点不明白,那样接了分压电阻后对tx端口阻抗会有影响,至少使得此tx端口阻抗不再是50ohm,不知道对测量反射电压影响大不大?
离线wanglei72
发帖
368
只看该作者 104楼 发表于: 2007-03-06
应该有影响
应该有影响,但vna关键是有软件的矫正算法,软件很关键。 vna应该是高精度定量测试仪器,每一次更换连接器,连接线,更换测试夹具都要软件矫正系统误差。各种指标的测试方法手段也要 斗智斗勇 的去研究。
离线wanglei72
发帖
368
只看该作者 105楼 发表于: 2007-03-06
Cypress 的 An2135 更换成 CY7C64713-128AXC
cypress 的 an2135 停产了, 更换成 cy7c64713-128axc 请大家给意见?
离线PHASE
发帖
93
只看该作者 106楼 发表于: 2007-03-06
'
应该有影响,但vna关键是有软件的矫正算法,软件很关键。 vna应该是高精度定量测试仪器,每一次更换连接器,连接线,更换测试夹具都要软件矫正系统误差。各种指标的测试方法手段也要 斗智斗勇 的去研究。
'
谢谢回复!原来是这样,明白了。
离线BG7YDO
发帖
3654
只看该作者 107楼 发表于: 2007-03-06
非常希望有朋友出套件,支持.......
离线awakening
发帖
795
只看该作者 108楼 发表于: 2007-03-06
申请的8302终于到了,看了下datasheet,打算先用8302换掉nwt9里面的8307,改改代码貌似对数档可以作成自动校准的~开心.等耦合器到了再做个vna玩玩~
离线wanglei72
发帖
368
只看该作者 109楼 发表于: 2007-03-07
'
申请的8302终于到了,看了下datasheet,打算先用8302换掉nwt9里面的8307,改改代码貌似对数档可以作成自动校准的~开心.等耦合器到了再做个vna玩玩~
'


awakening 兄

你清理库存的帖子里我订了几个芯片,可否考虑出几个给我呀?我要 8307,8362, 9858, 8302。

你上面说的用8302换8307,能说说方案吗?

8307不就是对数的吗? 8302是相位和幅度检测器,其实也可以考虑用ad9951 作vna,就是不用正交参考信号,只用一路入射电压作参考信号了,我们一起讨论。

你定购耦合器了吗?我们几个申请免费的都没戏了。
离线bg8ht
发帖
3394
只看该作者 110楼 发表于: 2007-03-07
SNA-286可以用SGA5586代替
sna-286可以用sga5586代替
本主题包含附件,请 登录 后查看, 或者 注册 成为会员
离线bellstudio
发帖
2820
只看该作者 111楼 发表于: 2007-03-07
楼上这个货源好找么,好多钱?
离线awakening
发帖
795
只看该作者 112楼 发表于: 2007-03-09
'
awakening 兄
你清理库存的帖子里我订了几个芯片,可否考虑出几个给我呀?我要 8307,8362, 9858, 8302。
你上面说的用8302换8307,能说说方案吗?
8307不就是对数的吗? 8302是相位和幅度检测器,其实也可以考虑用ad9951 作vna,就是不用正交参考信号,只用一路入射电压作参考信号了,我们一起讨论。
你定购耦合器了吗?我们几个申请免费的都没戏了。
'

呵呵,好~给我个地址,我看看芯片还有没有8302我就刚申请了2片,这个就没有咯~呵呵.
耦合器我买了一个从moto的一台测试仪上拆下的东东~还没到我这.
nwt里面用8307测试的曲线不平稳,老外写的软件也只能校准一个平均值.本来打算用2片8307同时检测输入和输出来计算差值.现在有8302就方便了.改改单片机的代码对数档能改成自动校准的方便啊
离线HK大飛
发帖
336
只看该作者 113楼 发表于: 2007-03-09
這是我大約在01年搞的,淘出來拍幾張照片,和樓主的十分相似罷。
(不過那時好像未流行dds)

第一張照片上的定向耦合器負載端是空接的,第二張則接了個短路了的bnc插。留意相位差了大約180度。(在cro上,下面的通道1是定向耦合器的入射訊號耦合輸出,上面的通道2是反射訊號耦合輸出)
第三張的定向耦合器接了個50歐負載,反射訊號差不多不見了。

在cro輸入端接了50歐加上lc組合,目的是要在窄頻帶內抵消cro的輸入電容,以維持定向耦合器的方向性。
本主题包含附件,请 登录 后查看, 或者 注册 成为会员
离线bg8ht
发帖
3394
只看该作者 114楼 发表于: 2007-03-09
r&s的信号源?不错
离线HK大飛
发帖
336
只看该作者 115楼 发表于: 2007-03-09
bg8ht您好! 這是hp的古董。

定向耦合器的內部。電容也是用來調校(提高)方向性的。
本主题包含附件,请 登录 后查看, 或者 注册 成为会员
离线wanglei72
发帖
368
只看该作者 116楼 发表于: 2007-03-09
大飞你的定向耦合器
我的定向耦合器也能做出你上面的结果。

我还做了一个校准软件,参考pozar 的那本 microwave engineering 书上校准方法, 只作了单频点,单方向的校准。

我没有专业的vna,不知道测量结果是否真实。

但还是发现,当负载是纯感性或容性的时后,测量的结果不在单位圆上,这是否能采用双方向的校准方法会得到改善?

大飞你的定向耦合器,有没有简单的电路,和说明?

还有,大飞你的示波器上的输入端是如何处理的?

谢谢。
离线wanglei72
发帖
368
只看该作者 117楼 发表于: 2007-03-09
awakening 兄,地址发到你的悄悄话里了
awakening 兄,地址发到你的悄悄话里了。


期待你的ntw 的改进方法,可以用 ad 8302 测量出输入和输出的 相位/幅度的参考关系,还要测量定向耦合器的入射和反射的相位/幅度的参考关系,这样也可以矢量分析。

参考 http://n2pk.com/vna/vnaarch.html,个人认为 用一片普通的dds, 不用正交90度的参考信号也可以矢量分析,这样就可以在nwt基础上改进 作 vna。


谢谢
离线awakening
发帖
795
只看该作者 118楼 发表于: 2007-03-09
'
awakening 兄,地址发到你的悄悄话里了。
期待你的ntw 的改进方法,可以用 ad 8302 测量出输入和输出的 相位/幅度的参考关系,还要测量定向耦合器的入射和反射的相位/幅度的参考关系,这样也可以矢量分析。
参考 http://n2pk.com/vna/vnaarch.html,个人认为 用一片普通的dds, 不用正交90度的参考信号也可以矢量分析,这样就可以在nwt基础上改进 作 vna。
谢谢
'

呵呵,相位我倒还没考虑到,只是想把原来地nwt改善一下.现在正在恶补c++,当时学的都忘啦~
离线wanglei72
发帖
368
只看该作者 119楼 发表于: 2007-03-09
推荐 VC++2005 CLR/CLI 编程
你的nwt9的软件用什么编程啊 ?

如果起步学vc,且windows 平台,推荐 vc++2005 clr/cli 编程,相对mfc编程容易呀。tapr的vna上位机软件就是vc++2005 clr/cli开发的。