小萨迷你频谱仪（tinySA频谱仪）

wangqibiao

别沉下去呀,楼主的跟踪源进度如何,关注中.

JHXC

wangqibiao 发表于 2022-3-19 11:07
别沉下去呀,楼主的跟踪源进度如何,关注中.

谢谢关注！

备齐元件后做了一些实验，掌握了一些数据，然后将实验结果合起来，组成了两种方案的跟踪源，测试结果还不错！

一种方案采用了具有自动增益控制的放大器AD8367，输出可达0dBm以上，由于有AGC,低端1MHZ以下可以满意工作。由于采用的器件多，特别是高频宽带放大器，再加上电控衰减器，耗电8.4伏、电流接近500毫安，成了电老虎，不利于用锂电供电。

另一种简易的方案，没有使用衰减器，没有采用AD8367，只在混频器后接了一级放大，输出电平较另一个方案小，1MHZ以下低端效果差一些，耗电只要150毫安，机内直接装上1300毫安的锂电。这个还有一个特点，LO振荡器信号没有直接接到内部的混频器，而是用接口输出，再用电缆接进去，拆下电缆停止机内LO振荡器，可用外来信号源作为机内的LO。由于机内的振荡器可关闭和外接，因此可单独作为混频器用来进行其他的实验。

细节方面明天再来介绍。这里给出几张图片。

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tinySA频谱仪是一款非常实用的小仪器，仪器设计者对购买者利用它进行DIY考虑的很周全。稍加动手，就可以增加AM/FM收音机功能；对他的电路原理稍加注意，你会发现，设计者为你留好了扩展功能，比方说，在LOW低波段工作时，HIGH高波段同步输出信号，与低波段相差一个中频，而且输出功率可调（有6dBm、9dBm、12dBm、16dBm四档选择）。低波段工作在点频状态时，高波段对应输出高于低波段一个中频频率的信号；如果低波段工作在扫频状态，那么高波段就时时刻刻跟踪着低波段，这是非常有用的！

tinySA频谱仪可工作在信号发生器状态，具有AN、FM(宽带和窄带）调制功能，作为点频信号发生器是很不错的，比那些专业的传统锁相信号发生器要强（广播波段的频率范围为100KHZ-110MHZ0），更是远远抛下传统模拟信号发生器（比如XFC-6），还有那些教学信号源如XG-25，淘宝还有一些“现代”模拟信号源，仅仅是弄了一个频率计安上去，卖价还不低........。

tinySA频谱仪扫频信号发生器也是不错的，可惜不能利用自身的显示器显示曲线图，需要配置示波器作为显示器，用数字示波器，也可用长余辉慢扫描模拟示波器，但数据无法从外带的显示器上直接读出，tinySA频谱仪屏幕上的数据测量功能（主要有频率、带宽、电平值）没有得到充分利用。

扫频仪是在仪器外部测试电路幅频曲线（比方说滤波器），而频谱仪是在仪器内部测试滤波器曲线（将谱线展开之后就是频谱仪内部滤波器的幅频曲线），这两种仪器是相通的。根据频谱仪及其频谱仪跟踪源工作原理，前面我说的高波段就时时刻刻跟踪着低波段，利用变频电路，在仪器外部就可以再生一个与低波段同步的扫频信号，这就是所谓的跟踪信号源！

有了这个跟踪信号发生器后，就不需要配接示波器了，在频谱仪工作状态，高波段的扫频信号与固定的433.8MHZ信号混频，就可以再生一个0-350MHZ的扫频信号，而且与频谱仪的输入信号相关和同步，这个再生的信号我们就叫做跟踪信号。整体就是一个完整的扫频系统，买一台目黑的AM/FM扫频仪的钱，用来买十台tinySA频谱仪应该没有问题！

跟踪信号测试幅频曲线，扫频信号中的谐波或干扰影响很小，因为频谱仪作为显示器的话，对信号是高度选择的，而通用扫频仪，接收端是宽带的检波器，什么都可以混进来。频谱仪的大动态范围，窄带的选择性，精确的频率、电平、带宽等数据都可以用数字方式直接从小小的屏幕上读出。体积小、指标高、干扰小（电池给仪器供电）........，值得一玩！

我绘制了一个框图供参考。自己折腾的一些体会后续跟上。

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给tinySA频谱仪制作一个跟踪源难度并不大，要实现这样几个电路：

一、频率为433.8MHZ、输出功率大于-5dBm(50欧姆负载上125毫伏）的固定频率振荡器，当然是晶体控频的振荡器。根据笔者的实践，有几种选择。
   
    1.淘宝买一个ADF4351振荡器，低于100元，频率范围从35MHZ到4400MHZ，信号比较纯净，晶体稳频，输出0dBm左右，买来就用；
   
    2.定制TCXO晶体振荡器，据了解，市场上的此类TCXO晶体振荡器，频率都在200MHZ以下，433.8MHZ的获得需要利用倍频实现，可能电路相对复杂一些，最好是利用奇次倍频，所以可定制144.6MHZ，三次倍频就行。这里提醒一下，厂家可能喜欢低频点，不要用偶次方式计算TCXO晶体振荡器的频率值，方波输出的振荡器奇次谐波幅度相对比较大，可简化增加功率的麻烦。后面加一级433.92MHZ的声表面滤波器，这种滤波器的插损2个分贝左右，可以直接从TCXO晶体振荡器输出中提取433.8MHZ信号。
    笔者弄这个振荡器走了弯路，首先是厂家提供的振荡器质量有问题，不能在标称供电电压下正常工作，再就是听信厂家的意见，采用108.45MHZ偶次倍频，因为幅度小需要放大，增加了复杂性和耗电量。
   
    3.可以用频率合成电路合成，一块MC145106的芯片。再加一块前置分频器，经过适当的预置，不难得到需要的频点，当然要去熟悉一下这类锁相环电路的原理，这类技术比较成熟，要求不高。
   
    4.自己用ADF4351类似的芯片实现，需要软硬兼施，有能力的爱好者不难。

二、混频器芯片的选择

    1.混频器有无源或有源器件，无源混频器需要较大的LO驱动功率，通常需要10dBm左右的功能输出，显然这对振荡器的输出要求有点高，电路变得复杂，泄露变大，不宜选择。

    2.有源混频器，我手头有好几种，受上面的网友启发，最后选用了IAN81008，几元钱一片，这种芯片耗电10毫安左右、LO输入-5dBm就行，对振荡器的要求就低的多、IF输出有一定的增益，即使不用后级放大器，混频器的输出就可以直接用来做扫频信号了。

三、宽带放大器

   如果需要更大的扫频输出信号、如果需要更大激励混频器的LO信号，免不了要进行放大，普通的三极管放大器用在这里有些麻烦，选用专用的宽带放大器，不需要偏置电路，就是耗电比较多，通常都是几十甚至上百毫安的耗电！笔者手头刚好有早前的SGA6289，增益13dB左右，使用比较方便，耗电5伏供电大约为75毫安。

四、相关的材料与仪器

    进行此类实验，需要一些专门的材料，比方说电缆线。电缆插接件、转换器、衰减器、有这些帮助，制作就方便，缺少这些，有时会有很大误差甚至错误，这个不是低频电路，随便找电线焊接就行。

    如果有频谱仪对实验会有很大帮助，当你买来小萨，这个问题也就解决了。

JHXC

制作跟踪源参考过的资料，都是本人从网上收集到的。

出击之机

想当年罗德施瓦茨一台频谱大几十万

出击之机

对于450-900MHz的频率不知道驻波测试效果如何

JHXC

本来想将试验的电路用画图软件绘制成PCB图，一直都用DXP2004，有几个封装找不到现成的，需要制作，突发奇想从立创那里找，试图将库文件导入DXP，不知怎么搞得，导致DXP崩溃，重装也不能使用，只好折腾电脑，弄好画图软件，几年积累下来的贴片元件库打不开了，说是出了致命的错误，试图从备份那里恢复也不行，100多个元件啦，又要我费不少时间来绘制！

∞阻抗∏

很想拥有一台频谱仪，但是，本人对着设备一窍不通，且价格高昂不敢买。
比如，我想测试一下220的交流电的频率和波形，怎样测呢？不会是把测试头直接插插孔里吧

苍耳

好帖！我也想有一台这个频谱仪。手里有一台数字示波器了

sdpsc

JHXC 发表于 2022-3-23 19:00
本来想将试验的电路用画图软件绘制成PCB图，一直都用DXP2004，有几个封装找不到现成的，需要制作，突发奇想 ...

期待你的电路板图，也买了一个tinySA频谱仪

JHXC

sdpsc 发表于 2022-3-24 14:26
期待你的电路板图，也买了一个tinySA频谱仪

欢迎入坑！

先将用积木方式制作的跟踪源展示一下，过几天打板再来展示。

这个是不带AGC放大器的，电路非常简单，核心就是一个振荡器+混频器+一级宽带放大，跟踪输出大约有-10dBm左右的输出（50毫伏），这个输出电平一般测试没有问题，因为耗电不大（150毫安），用了两节18350的锂电，容量为1300毫安，使用一天没有问题。

JHXC

采用AD8367AGC放大之后，理论上能够获得平坦的输出，由于成品板的AD8367输出阻抗为200欧姆，需要将输出阻抗降低，在成品板的后面加了一级跟随器，由于跟随器不在电平控制环内，输出电平不是很理想，再做就要将AGC放大器的取样放在输出端。这个实验增加了0-60dB的衰减器，跟踪源的输出电平调节在0dBm左右（223毫伏），由于衰减器为继电器控制，比较耗电，体积稍大一点。

洞洞板不适合安装贴片元件，刀刻了一小块板子，钨钢刻刀很好用，不过容易崩刀，造成刻刀缺口，用金刚砂钢板磨制，可以迅速修复刻刀。搜索网络想找到适合贴片元件的试验板，好不容易找到一家，稍后买几块来试验。还是制作PCB板好。

bg2tau

∞阻抗∏ 发表于 2022-3-23 19:05
很想拥有一台频谱仪，但是，本人对着设备一窍不通，且价格高昂不敢买。
比如，我想测试一下220的交流电的 ...

这个要求是用示波器来完成的。测220建议给示波器加一个隔离变压供电，示波器上选择合适的档位，注意安全！

whntl2021

JHXC老师：请问tinySA频谱仪如何与PC连接？
tinySA频谱仪与WIN XP 操作系统的PC连接，插入USB口后，出现要求安装驱动的界面。但tinySA频谱仪没有驱动文件，只在官网提供有exe执行文件下载。故PC设备管理器中出现的是黄色带问号的未知设备，当然打开tinySA频谱仪exe执行文件，界面里就没有连接到PC的信息了。官网对此解决方法是，在PC设备管理器中删除黄色带问号的未知设备，让tinySA频谱仪重新关机开机，有可能连接上。但实际上还是不行！是否tinySA频谱仪exe执行文件不能用于WIN XP，只能用于WIN 7及更高版本操作系统？
请问老师，您是如何连接上的呢？烦请老师不吝赐教！