慢慢悠悠制作tinySA频谱仪跟踪源

JHXC

     半年前，买了一台tinySA频谱仪，感觉很不错，体积小，相当于一包香烟大小；功能多，除了频谱仪功能，同时还是一台AM、FM信号发生器，扫频信号发生器，上述功能具有10KHZ至960MHZ的带宽，这些功能的指标都远高于爱好者们使用的传统仪器！相关资料请参看我的帖子：
http://www.crystalradio.cn/forum ... =1998216&extra=
    这款仪器的扫频信号需要外接显示器，用数字示波器比较好。

在对频谱仪熟悉的过程中，了解到该仪器在低波段作为频谱仪工作时，低波段混频器的第一本振信号通过高波段接口同步输出，这个信号总是跟踪频谱仪，只是频率相差一个中频，根据频谱仪工作原理，如果在机器外部提供一个等于中频频率值的固定频率振荡器，与高波段输出的信号混频，混频器的输出作为扫频测试信号，频谱仪作为接收机，这个系统就不需要另外配置显示器，成了一个完整的扫频仪了。按照这个思路，与这里的朋友们交流，用洞洞板实验，结果令人满意！感兴趣的朋友可参阅上面链接的帖子。

   根据实验的数据，稍后绘制了PCB板，购买了需要的元器件，一晃又有几个月了，那个帖子也沉寂下来。现在，每天弄一点点，再贴上实践过程和体会。

   昨天开始焊接，由于主要使用片状元件，烙铁、热风枪、电子放大镜，操作很顺利。刚刚弄好了其中的433.8MHZ的固定频率振荡器。这个振荡器由有源晶体振荡器来实现，频率为144.6MHZ，定制的有源晶振为方波输出，奇次谐波利用率较高，三次谐波就行。

   这个跟踪源的混频器采用混频器IAM81008，该混频器内部电路本振输入和中频输出都有放大器，降低了对本振源输出功率的要求，大约需要-5dBm的激励。有源晶振的三次谐波大概可获得-10dBm输出，再加一级SGA6289的放大器，经T0692的声表面滤波器滤波，输出可达0dBm。

   这部分的电路安装顺利，用频谱仪测试，频率和电平值都达到了要求。

                                                  附上相关照片和电路图：


补充内容 (2022-7-1 19:28):
资料AD8367放大器.PDF中的图纸有错误，在续贴第三纠正。向朋友们致歉！

chnjyxz

有意思的diy，但这种涉及射频和ic的复杂制作，我是连套件都不敢问津的，是否打算推出成品

求知无足

非常实用的作品。

starxi

大师出品不同凡响

whntl2021

等待了好久，JHXC老师终于开始制作实用的tinySA频谱仪跟踪源了！谢谢经验的分享！

JHXC

续贴第二2020.6.20

  元件不多，要不了多少时间就焊接完。测试不麻烦，也不需要另外的仪器，tinySA频谱仪与这块混频电路板连接好，就可以知道结果了。

  之前，那个有源振荡器放好之后，直接用频谱仪测试频率值和幅度值，一目了然！此时的频谱仪既是频率计，又是超高频毫伏表，不要担心，测试的数据是完全可信的，我用手头其他的仪器比对和核对过。频谱仪测试频率，精度并不亚于通用数字频率计，而且灵敏度极高，几十个微伏的电压就能可靠的测试，这是通用频率计无法做到的。测试信号电平，并不比超高频毫伏表差，而且灵敏度远高于毫伏表。

  这块IAM81008的电路板主要任务是混频产生跟踪信号，混频器的RF in端输入tinySA频谱仪高端接口来的433.8MHZ——783.8MHZ的信号，由频谱仪的H波段接口提供；混频器的LO in端由电路板内有源晶振提供。这两个输入信号电平幅值对跟踪信号的质量会有一些影响，需要适当的调节。
混频芯片输出的信号大约有-10dBm左右的输出，幅频特性波动不大，10KHZ---350MHZ范围波动在5dBm左右。

  为了获得更大的输出，后级用SGA6289进行放大。这是一块高达4.5GHZ的微波放大器器芯片。跟踪源的工作频率最高才350MHZ，因此参考资料给出的数据适当变动一下，既可以减少芯片的工作电流（由75毫安降到50毫安以下），又能展宽频带的低端（提升10KHZ—1MHZ）。根据实验，完全参考资料，扫频信号频率低端增益差别太大，差不多比中间频率低20dBm——30dBm电平,去掉电路中的C8、C9、C10，并将L2增大到0.3uH，R7增大到33Ω，实测结果不错,全景扫频的波动小于5dBm,50MHZ带宽基本是平坦的，满足实用没有问题！

  这块混频器电路板面积为65mm.50mm，耗电8.4伏132毫安，产生的跟踪信号频率范围为10KHZ---350MHZ，幅值在-3dBm左右（微调频谱仪内部的参数，幅值可达0dBm）,换算成电压值超过150毫伏正弦波电压。用于实用测试，需要外接衰减器满足不同的需要，买几只SMA同轴衰减器配合使用就行了。
扫频测试的数据直接从仪器屏幕读出，很是方便，而且精度较高。

ITOUR

请教这个和nanovna有啥主要的区别啊

w412321

支持JHXC老师的DIY跟踪源。老师的带跟踪源的tinysa频谱仪 制作好了，请您把相关资料系统整理一下，我也准备入手制作一套，玩一玩高频电路。

崇庆阳光

老师们，好学不？

崇庆阳光

这个东西可能是查找那里有密秘电台的......

JHXC

续贴第三2022.7.1

  今天的操作是极限挑战，AD8367为14脚TSSOP封装，管脚之间为0.65毫米，用热风枪操作也感到困难。芯片没有点胶固定，需要一只手拿镊子，一只手拿风枪，手虽然不抖，但是没有了年轻时的稳定。锡膏注入多少也很讲究，多了管脚连在一起，少了担心焊不牢，重复操作几次又担心芯片过热损坏，忽然闻到一股味，哎呀，PCB的颜色有点变黑！

  买来的AD8361封装是RT-6，PCB板画的是R-8，手头还有的是8脚TSSOP封装，好在手头有转换板，不过，还是出现了重大的BUG，AD8361的管脚不对！什么道理，查看原始资料，绘图时重新调取元件转了圈，还好，只要将芯片转半圈焊接就行了，元件接脚没有错。
鉴于此，修改了图纸，重新上传。

   两个多小的折腾电路板焊接完了，成功与否通电才能见分晓！午饭之后，平时总要午休一个多小时，今天难以睡着，担心还有什么。睁眼躺了一会起来，在电子放大镜帮助下，重点检查几块芯片的焊接，发现AD8367有一处管脚分离不干净，涂抹一点锡膏，热风枪伺候之后好多了，LM2940-5的输出还没有接上，在通电之前，必须验证稳压电源正常。适当的清洗了一下，重复两次用放大镜查看了所有的元件和焊点，没有发现什么。

  接上信号发生器，用频谱仪检测信号的谱线，将信号发生器输出从-40dBm到10dBm改变，频谱仪测试到的信号在3dBm处饱和，自动电平控制有效！微调RP1,频谱仪显示的信号幅度随之变动，说明电路正常，放大器输出的信号最大可达10dBm以上，最后调到-7dBm,大约500毫伏的输出。
  
  再将昨天焊好的混频电路板连接起来，频谱仪显示的扫描线波动不大，符合要求！




补充内容 (2022-7-2 07:32):
做好的跟踪源输出调到7dBm，帖子中写错了，特此更正。怎么常常出错！抱歉！

JHXC

ITOUR 发表于 2022-6-30 23:02
请教这个和nanovna有啥主要的区别啊

这个是频谱仪，频谱仪用来测试信号，显示信号的频率值、信号的幅度值。

你提到的nanovna称为网络分析仪，可以测试天线，所以有人把它叫做天线分析仪，其实只是其中的一个功能。网络分析仪用来测试电路、元件（天线、电缆、电阻、电容、电感。滤波器.......），信号的传输、反射、负载的匹配.........。网络分析仪有扫频仪的功能，频谱仪的功能。

JHXC

崇庆阳光 发表于 2022-7-1 12:21
老师们，好学不？

不难！................................

JHXC

天风雪雨 发表于 2022-7-1 19:38
坐等套件

我可没有能力做套件啦，主要是芯片售价有些贵，有些芯片为拆机件，可靠性需要验证。还剩几块PCB板，其中一块有BUG，续贴第三有说明。

李友明

单做 这个板，能当信号发生器用不？