Baleiaj de frecventa - generator RF

[Mircea]

12 minutes ago, cirip said:

... cand sweepul trece prin frecventa markerului (stie procesorul cand), se ajusteaza atenuatorul de iesire cu 10dB in plus...

Am cochetat cu asta in trecut, insa nu am pus-o in aplicatie. Este fezabila si usor realizabila. Fiind chestie soft, e implementabila in orice moment.

 

12 minutes ago, cirip said:

Intr-un alt post se discuta despre filtrul de la iesire. Eu as aface asa: as masura caracteristica amplitudine-frecventa de la iesirea DACului, pe fundamentala, fara filtru. Apoi as pleca de la un filtru trece jos de tip maxim plat (Butterworth) si cu un optimizor dintr-un simulator, as impune niste limite pe care sa le atinga optimizorul prin ajustarea valorilor initiale ale componentelor, in asa fel incat in banda de lucru sa se obtina inversul caracteristicii masurate. Combinatia celor doua ar trebui sa aplatizeze raspunsul in fct. de frecventa. Va pot ajuta la partea de optimizare pe simulator.

Ideea e excelenta. Ne auzim pe acest subiect cu siguranta. Multumesc.

 

12 minutes ago, cirip said:

Proiectul este interesant si va doresc succes in realizare.

Multumesc!

[Vizitator]

Acum 21 ore, Mircea a spus:

@Traian B, un PE4xxx este pe drum (ar trebui sa folosesc 2 bucati) , care va fii intern generatorului. Ma gandesc ca 60dB extern AD + inca 20 dB intern AD (poate sa urc la 30) va fii tot ce pot face intern. Asa ajung la mV la mufa BNC. 

 

Cum insa filtrul de iesire cu care a venit placuta AD nu e cel mai bine calculat si trebuie inlocuit, aspectul semnalului de nivel constant pe 50R este o problema pe care trebuie sa o reglez. Scade binisor cu cresterea frecventei. D-aia am dB pentru moment si nu mV. Daca obtin rezultate mai bune cu noul filtru, atunci trec pe afisare de mV. Altfel, ramane sa masor extern amplitudinea exacta. 

 

 

Atenuatorul electronic permite si solutia specificata mai sus de cirip in ceea ce priveste markerii, insa ca o observate, fiind vorba de DDS controlat prin MCU si care astfel asigura o foaaarte buna liniaritate a excursiei de frecventa (span), daca faci astfel incat semnalul la iesirea Ramp sa pastreze aceasta liniaritate (daca se face prin soft + DAC e deja asigurata...) si sa aiba amplitudinea corespunzatoare exact amplitudinii nominale necesara intrarii X a osciloscopului, atunci implicit gradatiile (graticula) X ale osciloscopului vor corespunde frecventei... axa X va fi astfel calibrata in frecventa iar graticula poate fi utilizata ca si markeri ficsi.

D'aia este bine ca si setarile excursiei (span) sa fie de exemplu in seria 1-2-5-10-20-50-...  care fac ca socotelile sa devina foaaaarte simple pentru un display standard de 10x8 diviziuni al osciloscopului , indiferent ca folosesti sau nu (si) markeri.

 

In privinta liniaritatii amplitudinii, in afara de asigurarea ei in mod "nativ" mentionata mai sus de cirip, se poate folosi si sistem de ALC (sau in vorbele noastre amatoricesti ...circuite de stabilizare a nivelului la iesire - de obicei cu un etaj amplificator RF controlat in tensiune si detector, in bucla) care sa mentina un nivel RF cat mai stabil la intrarea atenuatorului.

 

Tu stii cel mai bine cat timp si efort poti aloca proiectului...

 

 

Editat Noiembrie 23, 2020 de Vizitator

[Mircea]

DDS-ul folosit are o intrare analogica cu care se poate regla amplitudinea cu un DAC extern pe 12b (ceea ce-mi va permite implementarea dorita cat vreu eu de precis). PE49XX ar veni extra (alti 30dB de atenuare), caci intrarea analogica a DDS-ului va reduce cu maximum 30dB. 

 

Oricum, odata ridicata dependenta frecventa - nivel la iesire, e usor de implementat un algoritm, plus adaugat markerii prin marirea nivelului de iesire.

 

Multumesc si pentru sugestia cu 1, 2, 5... 

[Mircea]

Asa arata ce scoate la iesire in diferite configuratii.

 

IOUT si IOUTB (cele 2 iesiri ale DDS-ului) intra in filtrele de ordinul 7 cu care a venit placa, am adaugat un transformator tip PWB2010L dupa filtre (cu mediana pusa la masa). Asta e curba albastra.

 

Curba galbena este fara filtru, imediat din IOUT si IOUTB dar prin transformator.

 

Curba gri este IOUT fara filtru, fara transformator. IOUTB se comporta identic. Ambele au ca sarcina 200R.

 

 

Asta e placa DDS (in spirit de echitate, am pus o rezistenta de 200R si pe iesirea care in poza nu are 200R la iesire - cod 30A este 200R):

 

DDS-ul este un cod B, dar e overclokat la 75MHz, in foaia de catalog e dat pentru 50MHz. Cod C este pentru 75MHz.

 

Output.xlsx

Editat Noiembrie 24, 2020 de Mircea

[cirip]

Salut,

 

Am descarcat excelul. Foarte frumos prezentat si contine toate datele necesare.

Am ales pentru optimizare trasa "No Filter + xfmr" si voi porni cu impedante egale de 100 Ohmi intrare/iesire.

Sa vedem ce reusesc sa ticluiesc ... Variatia e destul de mare. -17dB de la 1MHz la 30MHz. 

 

 

[Mircea]

Multumesc pentru implicare.

 

DDS-ul cere 200R la iesirea lui din foaia de catalog. Nu l-as schimba la 100R.

[cirip]

Salut,

 

Revin cu niscai rezultate.

Disclaimar: Nicio garantie! E doar o simulare folosind elemente de circuit ideale si valori nestandardizate. Confirmarea finala a functionarii se face numai prin masuratori pe montaj. Atasez excelul si spaisul ca sa fie usor de facut ajustari.

 

Am incercat sa urmaresc configuratia de pe cablaj. Din pacate nu am reusit sa obtin caracteristica de compensare numai cu bobine serie. A trebuit utilizata o configuratie de tip eliptic. De asemenea, a trebuit introdusa o rezistenta serie, altfel, numai cu bobine, la frecvente joase se tragea spre 0dB, cum e si de asteptat . Totusi, cred ca se pot lipi componente SMD in paralel pentru a obtine configuratia necesara.

 

Coeficientul de reflexie (S11) este o oroare a radiotehnicii, o gluma a soartei, un rebut al naturii. Dar asta este; nu le poti avea pe toate.

 

Iata rezultatele:

Analiza LTSpice.

 

Analiza in Excel. Graficul galben arata eroarea teoretica in urma insumarii curbei masurate si a celei de compensare sintetizate. Se observa o eroare maxima de 2.6dB, desi discontinuitatea aia cred ca provine dintr-o eroare de masura a raspunsului initial.

 

Si in final o arhiva cu fisierele spice si excel pentru inspectie sau analize ulterioare.

elforum_AD9834.zip

 

Astept cu interes rezultatele masuratorilor folosind filtrul optimizat. Daca se doreste o precizie si mai mare a amplitudinii, cred ca se poate adauga o compensare digitala cu un lookup-table amplitudine(frecventa), care sa aplice corectii la curentul DACului din DDS.

 

Spor!

 

Mesaj pentru posteritate: peste cateva saptamani atasamentele vor fi sterse, pentru ca a fost redusa capacitatea de stocare disponibila pe forum pentru useri.

L.E. Se pare ca mi-a fost marita quota de stocare. "Multumesc din inima partidului ! "

 

 

Editat Noiembrie 25, 2020 de cirip

[Mircea]

Salut @cirip, multumesc. 

 

Scuze, as fi putut sa pun configuratia filtrului existent, un close-up de la PCB. Elipticul e usor de implementat caci se potriveste cablajului existent.

 

Multumesc si pentru fisierul spice. Il voi ajusta cu valori standard la bobine. La condensatoare se mai pot potrivi valorile. 

 

Chiar de ramane o neliniaritate, o pot ajusta din amplitudinea DAC-ului din DDS.

 

O sa postez aici noile masuratori.

[nico_2010]

O idee  de stabilizare a nivelului de semnal la iesire (ignora filtrul si DDS-ul):

 

Editat Noiembrie 25, 2020 de nico_2010

[Mircea]

@cirip, am incercat filtrul propus, cu piesele disponibile. Ar rezulta o neliniaritate ideala de 3dB in cazul cel mai rau.

 

Realitatea: la 1MHz ies cam 44mV, la 18MHz ajunge pe la 190mV si scade pe la 60mV la 30MHz. Multumesc inca o data pentru efort, dar nu vrea asa cum zice Spice. Trebuie ajutor aditional. In plus, mai pot ajusta sa scada atenuarea la capatul benzii de jos.

 

 

Ma vad nevoit sa lucrez soft cu cateva pante de interpolat. Nu-i bai, rezolutie este la DAC-ul de control (12b).

 

O sa trasez maine o curba pe tot spectrul.

Editat Noiembrie 26, 2020 de Mircea

[Mircea]

@nico_2010, as fugi de opamp-uri. Nu am reusit sa le stapanesc la frecvente mai mici.

 

Am sa controlez mai curand iesirea DDS-ului cu pinul intern de control FS-ADJ. 

[cirip]

Salut @Mircea,

 

Nu-i bai. Normal ca spaisul nu e taman pe taman. Simularea foloseste elemente ideale in etapa asta. Eu sunt dispus sa continui si am doua propuneri:

1) Introducerea Q-ului bobinelor in simulare. Cred ca e unul dintre motivele diferentelor dintre spais si masuratoare. Oare am folosit caracteristica initiala corecta?

2) Refac optimizarea, dar deplasez frecventa de taiere (30MHz) ceva mai sus.

 

Ar fi utila o masuratoare intr-un nou tabel excel a caracteristicii cu prima iteratie a filtrului.

 

Probabil ca in final o sa fie o combinatie intre filtru si corectie digitala. Nicio surpriza. In aparatura de serie exact asta se face. Odata ce hardwareul e adus intre anumite limite, ajustarea fina se face prin corectii soft.

 

Deci cum mergem mai departe?

 

L.E. Ete ca apucai sa fac o simulare in care am introdus si Qul bobinelor (out2, Q=40 la 30MHz, Rserie=7 Ohmi) si una in care am micsorat valorile bobinelor si am mentinut Qul de 40 (out3).

La out2 se vede ca banda se ingusteaza. La out3 banda se extinde. Prin urmare, as testa pe masa ce se intampla daca se reduc bobinele de la 1.5uH la 1uH. daca o ia prin sfecla prea tare, refac optimizarea, dar cu extinderea frecventei de referinta (0dB) la 40MHz, de exemplu.

 

 

L.E.2 Aoleu, acu' am vazut ca scoate 44mV la 1MHz. Asta e cam dubios. As masura inainte si dupa filtru. E adevarat ca spaisul nu e chiar la fix, dar asta e prea departe de realitate. N-o fi vreo componenta cu valoarea incorecta? Ce sarcina are? 200 ohmi sau mai are un 50 de ohmi atarnat la iesire, ca atunci e alta mancare de peste. La pasive si la frecvente asa de joase spaisul se pupa bine cu masuratoarea.

 

 

 

Editat Noiembrie 26, 2020 de cirip

[ndor]

Nu cred ca filtrul ala e un cap de tara.

Se poate face si separat pe o placuta atasata la ce e acum.

Atasez unul calculat pentru Ft.35Mhz  cu un Q la bobine de 30. Ordin 5 . Impedanta in/out 200 ohmi

Q-ul l-am luat special mai mic sa vad ce iese. Se poate sa fie nevoie ca la un capat sa fie cu 200 ohmi iar la celalalt 50 ohmi .

LP35_Q30.ASC

[nico_2010]

Pentru ca nu am inteles cum de i-a iesit userului cirip setul ala de curbe (nu folosesc in mod usual LTSpice), am incropit un filtru trece-jos, cu frecventa de taiere de 30MHz si mai jos este rezultatul:

 

 

Si schema:

 

 

Bobinele si condensatorii i-am selectat din listele corespunzatoare de componente(Coilcraft, Wurth sau Bourns, la bobine si Murata la condensatori). 

Rezultatul este graitor.

Am mai postat si un etaj de iesire pentru un DDS (aici:

) si cu trasa aferenta. Poate AD9834 s-o comporta altfel decat AD9850/51 ... nu stiu.

Si o intrebare: de ce folositi grupul RC pe intrarea filtrului? Ca aia nu prea este adaptare la impedanta de 200 Ohm!

LPF_30MHz.asc

Editat Noiembrie 26, 2020 de nico_2010

[Mircea]

Nico, s-a dorit o curba care sa liniarizeze raspunsul in frecventa. Deci, un filtru care atenueaza mult la frecvente joase (de la 1MHz) si mai deloc spre 30MHz.

 

Un filtru care sa curete iesirea DDS cu o atenuare spre 40MHz, si liniar intre 1 si 30MHz am implementat deja cu un eliptic de ordinul 7. Dar amplitudinea e invers proportionala cu frecventa.

 

Acum incercam sa impuscam 2 iepuri de o data.

 

@cirip, inductantele sunt tip 0603HL-152 de la Coilcraft. Vad ca Q-ul lor variaza proportional cu frecventa. Chiar oarecum liniar de la 2 la 15 in banda propusa.

 

Nu am masurat piesele puse in montaj, dar o fac si public daca gasesc ceva in neregula. 

 

Scot si curba iesirii.

 

O sa incerc cu sonda de osciloscop pe 10x, a fost pe 1x.

 

Revin.

Editat Noiembrie 26, 2020 de Mircea