Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Pomiary ch-tyk przejściowych, analizator widma, 2 x generator

trol.six 08 Gru 2017 22:40 2712 3
  • Pomiary ch-tyk przejściowych, analizator widma, 2 x generator

    Urządzenie umożliwia:
    - badanie charakterystyk w paśmie częstotliwości 50kHz-50MHz
    - posiada wyjście SPI służace do zmian wyjściowych (zbieranie ch-k ze względu na inne parametry)
    - badanie widma sygnału z krokiem 10kHz lub 100kHz, z opcją stop
    - dwa generatory sinus (ok 300mV) i prostokąt (wyjścia CMOS) 5kHz-50MHz
    - dla pracy stacjonarnej wyjście danych na monitor przez złącze VGA
    - dla pracy zdalnej komunikacja przez port szeregowy UART


    Metodologia pomiarowa dla elementów to podanie sygnału sinus na mostek zbudowany z gałęzi:
    - odniesienia z dwoma rezystorami
    - pomiarowej z rezystorem oraz dołączanym elementem

    Każda gałąź ma swój własny tor z mieszaczem oraz detektorem szczytowym a wyniki zbiera mikrokontroler ATmega48, po czym wylicza proporcje tych wielkości. Możliwa jest zmiana parametrów stanu badanego układu przez wysyłke przez złącze SPI (praca zdalna), potrzebny jest jednak dodatkowy układ zewnętrzny.


    W zakresie pomiarów widma, sygnał podawany jest przez bufor na mieszacz, wybrany filtr dolnoprzepustowy na detektor szczytowy.

    Detektory szczytowe są z odcinaniem składowej stałej, ponieważ ten rodzaj mieszania sygnału nie gwarantuje poprawności w tym zakresie ze względu na wrażliwość fazy badanego sygnału.


    Generator i analizator widma


    Pomiar ch-k pojemności 4,7nF






    Pomiar widma sygnału prostokątnego ok 1,5MHz



    Krótka historia:
    Urządzenie powstawało z założeniami by nie używać wyrafinowanych elementów i być możliwie proste.
    Jednak w czasie budowy generatora, stwierdziłem że zmiana kilku elementów, pozwoli na lepsze osiągi. Z planowanych 10MHz zrobiło się 50MHz, mieszacz z planowanego na kluczach 4066 powstał na tranzystorach. Do buforów wejściowych użyłem BF240, i generator został stabilizowany przez pętle fazową 4046. Niemniej jednak prawie wszystkie tranzystory to typowe BC846 i BC856.
    To jest pierwsza realizacja tego typu urządzenia i całkowicie zaprojektowana przeze mnie. Chociaż posiłkowałem się oczywiście wiedzą szkolną. W planach chcę zwiększyć pasmo szczególnie w dolnym zakresie. Może i w górnym. Tudzież wzbogacić oprogramowanie.
    Urządzenie zajęło troszke czasu i gdyby nie konkurs męczyłbym się jeszcze ze dwa miesiące.


    Jak widać na zdjęciach na głównej PCB sporo było zmian ;)


    Generator wzorcowy jest zrobiony w sposób uniwersalny na układzie 4060 z dzielnikami HC4040
    Zasila 20MHz atmege oraz ATtiny w generatorze, oraz daje wzorcowe 1000 i 1250 Hz.

    Dwa generatory 5kHz-50MHz jest na kluczowanych źródłach prądowych.
    Stabilność nie powala na kolana i spada wraz z częstotliwością, przy 20MHz wynosi ok 1kHz
    Co jest związane też m. in. z użyciem dzielnika 8 dla częstotliwości powyżej 8MHz
    ATtiny działa jako podzielnik dla pętli fazowej oraz odbiornik z ATmegi.

    Mieszacze zrobione na sześciu parach tranzystorach, testowałem mieszacz zrównoważony na trzech, ale użyty ma czystsze widmo, ponieważ tłumi on sygnały współbierzne z wejścia na górne tranzystory. Sygnał podawany jest na dolną parę przez trafko.

    Detektory szczytowe na wzmacniaczach operacyjnych z diodami

    Filtr 40db/dek 10kHz w układzie Sallen-Key'a

    Do sygnału VGA jest użyte UART w trybie SPI, więc nie ma komunikacji w tym trybie.

    Pomiary ch-tyk przejściowych, analizator widma, 2 x generatorPomiary ch-tyk przejściowych, analizator widma, 2 x generatorPomiary ch-tyk przejściowych, analizator widma, 2 x generator

    Pomiary ch-tyk przejściowych, analizator widma, 2 x generator Pomiary ch-tyk przejściowych, analizator widma, 2 x generator Pomiary ch-tyk przejściowych, analizator widma, 2 x generator

    Pomiary ch-tyk przejściowych, analizator widma, 2 x generator Pomiary ch-tyk przejściowych, analizator widma, 2 x generator Pomiary ch-tyk przejściowych, analizator widma, 2 x generator

    Pomiary ch-tyk przejściowych, analizator widma, 2 x generator


    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
  • #2 09 Gru 2017 11:16
    mkpl
    Poziom 37  

    Kawał sprzętu. Zaskoczyłeś mnie z tymi generatorami bo ja bym użył dds a da się widać prościej.
    Dlaczego wyświetlasz tak dziwnie to widmo? Jak obsługujesz monitor?

    Rozbudowując trochę fragment związany z mieszaczami dało by sie upchnąć pomiar fazy (przydatne).

  • #3 09 Gru 2017 20:14
    trol.six
    Poziom 31  

    mkpl napisał:
    Zaskoczyłeś mnie z tymi generatorami bo ja bym użył dds a da się widać prościej.

    Niekoniecznie prościej ;) Zależy jak oceniamy trudność i czy bierzemy gotowe układy.
    Generalnie z początku do projektu szukałem kości dedykowanych, ale nie DDS. I nic nie znalazłem interesującego. Projekt chciałem też zrealizować na tym co mam w szufladzie.

    Poza tym DDS musiałby być stosownie szybki, a cenowo są droższe. Troche koncepcji innych generatorów przeleciało mi przez głowe. Tak łatwo nie było bo trzeba zapewnić stabilizację i czas ustalania. Lepszą stabilność mają generatory LC. Ale nie udało mi się zrealizować stosownego. Może słabo się przyłożyłem ;)

    Niemniej jednak tak zostało w tym projekcie. Może innym razem pomyśle o czymś innym.

    mkpl napisał:
    Dlaczego wyświetlasz tak dziwnie to widmo? Jak obsługujesz monitor?


    Co do wyświetlania jak pisałem używam wyjścia UARTA z ATmegi w trybie SPI. Widmo jest w poziomie ponieważ nie mam pomysłu jak wygenerować na ATmedze48 w pionie :) Grafika jest obliczana w locie. Na jeden punkt przypadają dwa cykle, czyli mało czasu. A ATmega48 ma za mało pamięci na generowanie obrazu w niej. Nie chciałem już komplikować projektu dodatkowymi kośćmi, więc jest jak jest. Synchronizacje poziomą H generuje timer, plus obsługa w przerwaniu synchronizacji pionowej V.
    .

  • #4 10 Gru 2017 00:38
    mkpl
    Poziom 37  

    No to już wszystko jasne. Co do DDS to pozwolisz, że się nie zgodzę. W praktyce ustala się tak szybko jak szybko jesteś w stanie do niego przesłać te 32bity. On tylko de fakto dzieli częstotliwość wzorca. Fajne są też układy SI5451 do 160MHz 3 niezależne kanały o dokładności generatora kwarcowego albo i lepiej.