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[diy] 一款超低成本的矢量网络分析仪

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发表于 2019-3-19 11:19:45 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 hugen 于 2019-3-22 23:30 编辑

日本edy555(https://twitter.com/edy555)的在网上开源了NanoVNA的相关电路图和软件,设计简单只要使用业余DIY非常受欢迎的NXP SA602/612作为接收混频器,SI5351作为本振,使用TI的音频编解码器 作为AD,ST的STM32F072作为DSP,电路非常简洁明了,软件算法完善,虽然没有提供PCB文件,但是可以很简单的根据原理图设计出PCB,于是尝试打样PCB进行测试,测试效果还是非常不错的,动态范围可以达到70dB(50kHz-300 MHz)。
微信图片_20190319111843.jpg

edy555的原做上有电池充电电路,但是原作说明了电池不能使用,查看了相关的芯片手册并进行了实际的测试,发现SA612的工作电压为4.6-6V,实际测试SA612 VDD电压低于4V时性能明显下降,所以需要将电池升压至5V,充电、升压放电这个过程正好充电宝的电路。当然也可以单独设计5V的电荷泵或者开关电源可能噪声和效率会更好,为了简化设计,我这里还是决定使用充电宝IC了,但是本机的工作电流只有100mA,有些充电宝IC不能支持这么低的电流工作,经过挑选一款及其简单的充电宝芯片IP5303非常适合,于是修改了电路图,电池可以很好的工作了,现在可以脱离电脑当成便携的天下分析仪了。另外追赶当前潮流,USB接口使用了type-C接口,比microUSB更方便和牢靠。
修改后的电路图,使用国产免费EDA,嘉立创从电路图到pcb,再打样和元器件一条龙非常方便:
Schematic_nanovna_Sheet-1_20190319122653.png
由于平时工作比较忙,拖拖拉拉弄一下,到过年了硬件基本都没问题了,edy555开源了PCB端使用通过python控制的代码,可以看到控制接口是做的非常完善的。但是每次连接pc都需要python那些复制的环境觉得还是有些麻烦而且实时性也不好,过年在家就折腾了一个简单的控制软件
O1CN01oPFZyk1MHMYrZQBZp_!!45781409.png 由于si5351的频率范围2.5KHz-200MHz,实际上si5351的内置VCO可以工作在1200MHz,经过4分频后可以得到300MHz的输出频率,但这样测量范围仍然太小,既然si5351是时钟信号源,产生的是分频得到方波那就会有很大的奇次谐波,那么能否利用这个谐波能呢。edy555有测试使用3次谐波的情况,s发现如果增大si5351的输出sa612就会导致sa612的三阶互调增大,导致测量的几乎不能用,直接使用3次谐波显然是不行的,edy555也放弃了对频率的扩展。我查看了相关资料和其他项目后觉得只要让三阶互调分量在中频带外就能有效减小对测量结果的影响,发送使用3测谐波,本振动使用5次谐波就可以让所有的互调分量都到带外,修改相关代码测试,300M-900MHz可以获得40dB的动态,勉强可以当个天线分析仪用了。频率扩展后对屏蔽性能就有了新的需要,为了更好的测量精度,重新做了一个PCB,并做了一块开窗的PCB作为前面板,整机尺寸刚好是信用卡的小,非常方便携带。
O1CN01UEwqoV1MHMYsxTWzP_!!45781409.png
作为一款测量设备,精度自然很重要,经过与Agilent E5062A对比,效果还是很满意的。
下图是同等测试条件下,使用NanoVNA和Agilent E5062A测量一个V段双工器的对比数据:
O1CN01gaisal1MHMYtdj7Sm_!!45781409.png
O1CN01AVUOfy1MHMYsARXLv_!!45781409.png
PC端上位机软件
NanoVNASharp.zip (99.99 KB, 下载次数: 75)
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发表于 2019-3-19 13:49:11 | 显示全部楼层
能把资料公开一下吗?   翻墙出去全是日文,看不太懂呀
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发表于 2019-3-19 14:01:30 | 显示全部楼层
没完全理解,但感觉是个不错的东西
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发表于 2019-3-19 15:06:58 | 显示全部楼层
厉害!
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 楼主| 发表于 2019-3-19 15:15:54 | 显示全部楼层
wy2000 发表于 2019-3-19 13:49
能把资料公开一下吗?   翻墙出去全是日文,看不太懂呀

原作者github,注意编译需要使用 GCC 4.9.3,使用高版本可能系统不能正常启动
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发表于 2019-3-19 17:08:12 | 显示全部楼层
楼主真牛,厉害
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发表于 2019-3-19 19:02:57 38hot手机频道 | 显示全部楼层
还不错
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发表于 2019-3-19 21:18:48 | 显示全部楼层
这个可以有
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发表于 2019-3-19 21:31:20 38hot手机频道 | 显示全部楼层
虽然看不懂,但是很厉害的样子
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发表于 2019-3-19 21:46:14 | 显示全部楼层
主要用来干啥的?
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