慢慢悠悠制作tinySA频谱仪跟踪源

JHXC

李友明 发表于 2022-7-1 21:50
单做 这个板，能当信号发生器用不？

       不行的。

    这里的两块电路板，一块是混频电路、一块是具有AGC的宽带放大器，放大器自己不会产生信号；混频电路虽然可以产生信号，但需要有两个信号，在这里，其中的可调信号（扫频信号）来自于tinySA频谱仪。

   tinySA频谱仪除了频谱仪功能，还有AM、FM信号发生器、扫频功能，是一台多功能仪器，仪器的指标不错。我这里的帖子是为了扩展它的扫频功能。

   爱好者如果去买目黑扫频仪、目黑AM/FM锁相信号发生器、频率计、超高频毫伏表.......，买一台tinySA频谱仪回来可以完美的替代前面四台仪器！

ITOUR

JHXC 发表于 2022-7-1 19:38
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 ...

多谢老师的科普。

JHXC

天风雪雨 发表于 2022-7-1 21:57
其他的都好办，主要是晶振我搞不定

   晶振的问题，还是购买成品有源晶体振荡器较好。淘宝店有些专卖晶振的卖家，可以按照顾客的要求定制特定频率的有源晶振，我多年前就是这么操作的，单只的价格大约40元左右。

  433.8MHZ的频率，直接用晶体产生难以实现，只能通过加减乘除技术来实现。最简单的方法是用晶体倍频、或者采用泛音晶体，但是合适频点的晶体不容易买到，而且这么高的频率需要多级多次倍频才行，制作需要一定的技巧，电路会比较复杂，结构的问题也不好弄，这种方法使用受到限制。

  采用频率合成的方法是比较好的方法，对参考晶体的选用不苛求，通用的晶体也行，但是需要采用合适的芯片，最好是具有吞脉冲技术的芯片，比方说早期的MC145152，我本来想用这种方式的，但是淘宝找不到贴片的芯片，我手头有DIP的芯片，体积太大，不适合小型化。我也想过采用规模较小的MC145106合成芯片，但也面临晶体选择的问题。所以这种方法也受到制约。

  采用用频率合成技术，用软件来实现，自己不懂软件。

  成品有源晶体振荡器，软件技术加PLL技术。淘宝店家能够提供定制频点的有源晶体振荡器，应该是在批量电路的基础上，动动程序就行，内部的参考振荡器采用的是晶体振荡器。我与店家聊过，一般只能提供200MHZ以下频点的有源晶振，由于内部电路采用了高速数字电路，输出的波形有正弦波或方波，方波含有丰富的奇次谐波，我定制的是144.6MHZ的有源晶振，三次谐波就有-10dBm左右的的电平，本例混频器需要-5dBm功率，后面接有一只TA0692的滤波器，这种滤波器的插入损耗很小，所以用一只SGA6289进行放大（大约有13dB增益），完全能够满足要求。

  如果有高频信号发生器，也可以由信号发生器提供。淘宝有一种廉价的ADF4351 组成的35MHz-4400MHz射频信号发生器，不到百元，可以买来实验。这两种方案拖泥带水，还是采用机内的有源晶振比较简单。

  做好的跟踪源，体积与频谱仪差不多。我试验的两块电路板，只做混频板就能实现跟踪源，输出可达0dBm，幅频特性也不错。我因为需要较高的输出电平，所以弄了一个由AD8367+SGA6289组成的AGC放大器。

  

崇庆阳光

请问老师这款与本题讨论的有啥子区别?

JHXC

崇庆阳光 发表于 2022-7-2 15:25
请问老师这款与本题讨论的有啥子区别?

你这个比我所说的玩意用处更多！

我的那个叫做频谱仪，你的这个叫做网络分析仪（爱好者用它测试或调试天线，所以被叫做天线分析仪）。频谱仪只能用来测试信号，而网分则可以单独测试R、L、C、及其三者的任意组合电路、天线就是类似的器件，当然还可以测试各种有源、无源电路的传输、反射.........，也可以做扫频仪、做频谱仪、做频率计...............。

崇庆阳光

JHXC 发表于 2022-7-2 17:00
你这个比我所说的玩意用处更多！

我的那个叫做频谱仪，你的这个叫做网络分析仪（爱好者用它测试或调试 ...

谢谢老师的解答。

w412321

看了 帖子的图片，JHXC老师虽然年龄大了，但焊接功夫还是比较厉害的。

请问JHXC老师：如果固定频率433.8MHZ，我不用晶振倍频，而用C450对讲机的发射电路改制，直接给混

频器提供433.8MHZ的射频信号，（一级433.8的震荡+一级缓冲放大。没有测量仪器，不知道输出射频电

平值），

433.8M信号进入老师的 “混频电路，还需要“AGC的宽带放大器”这块电路板吗？

JHXC

w412321 发表于 2022-7-3 23:37
看了 帖子的图片，JHXC老师虽然年龄大了，但焊接功夫还是比较厉害的。

请问JHXC老师：如果固定频率433.8 ...

如果能用对讲机电路获得433.8MHZ信号当然好啊！用你的频谱仪就可以测试你制作的433.8MHZ振荡器的频率、输出电平，频谱质量。这个433.8MHZ信号是作为混频器(IAM81008)的LOIN端子的，资料说的LO信号电平是-5dBm，这个用频谱仪很方便测试，倒是其他的仪器没有这么方便。这信号接入混频器的LOIN端子不需要放大器，如果电平大于-5dBm，可接电阻衰减器，AGC放大器不是用在这里，是接在混频器的IF输出端。根据我的实践，资料说的这个混频器输出对负载不是很敏感（不严格要求为50欧姆），直接输出幅频特性比较平坦，如果加一级放大（SGA6289），获得0dBm的输出不成问题，幅频特性也不错。那块AD8367的芯片组成的电路可以不用，要用就要增加成本。

w412321

JHXC 发表于 2022-7-4 11:53
如果能用对讲机电路获得433.8MHZ信号当然好啊！用你的频谱仪就可以测试你制作的433.8MHZ振荡器的频率、输 ...

一口气有看完了您在 仪表工具专区栏目发表的“小萨迷你频谱仪文章”，又加深了对这款机器的认识。
我会继续坐观老师的制作，不着急，您年纪大了，慢慢来。

w412321

这是老师在前次帖子中画的图，理解了振荡源+混频器制作频谱仪跟踪源的原理和连接方法。
433.8MHZ 振荡信号和 频谱仪的 HIGH 输出的信号进入混频器，
混频后的信号在I F 端输出，还要经一个带AGC功能的带通了滤波器滤波后，才能进频谱仪的LOW端。

JHXC

w412321 发表于 2022-7-4 23:00
这是老师在前次帖子中画的图，理解了振荡源+混频器制作频谱仪跟踪源的原理和连接方法。
433.8MHZ 振荡信号 ...

这个图有点错误，混频器输出经过0-350MHZ低通滤波器，图纸画的是带通，标注的也是带通。

如果已经买了这个频谱仪的话，频谱仪作为制作中的测试仪器是很有用的。你想利用现成的对讲机做固定频率振荡器，频率要能设置在433.8MHZ，输出电平达到-5dBm，不能有太大的杂散，这个用频谱仪测试很简单。

建议你一步步来，先熟悉原理，在此基础上对混频器电路进行试验，首先试验好振荡器，有了合格的振荡器、焊接好混频器芯片、就可以联机试验，信号连线必须要采用电缆线，最好用SMA的标准插接件连接，因为频率太高，这些是不能忽略的！还需要提醒注意的是，电路板通电之后不要随意拆卸或插拔电路器件，避免热插拔，否则有可能损坏IC器件！

那个由AD8367组成的放大器，AD8367是AGC放大器，增益可控达40分贝。电路中还有那个AD8361，是用来对放大之后的射频信号检波取样的。取样之后的直流与设定好的直流进入运放AD820比较放大，输出直流再去控制AD8367的增益。AD8367的带载能力有限，为200欧姆，直接作为50欧姆负载的扫频信号输出不匹配，所以级联了SGA6289，SGA6289输入输出都是50欧姆的，带载50欧姆就没有问题了，只是这个芯片的工作电流比较大，实践证明不同的场合是可以变通的，当然这回对频响、增益造成影响。

我的实践证明，不用AD8367组成的放大器，只用IAM81008+SGA6289就可以获得0dBm 左右的输出，大多数使用没有问题。

我的实验已经完工，性能指标达到了预期目的。制作中需要共同探讨的，欢迎朋友们交流！

JHXC

天风雪雨 发表于 2022-7-4 23:17
如果用433.92M晶振和120K的晶振差频得到433.8M的频率是不是能比定做一个晶振然后倍频滤波更方便点？

你的这个设想实践起来会有瓶颈，估计无法找到433.8MHZ、带宽很窄的滤波器！LC滤波器是做不到的，声表面滤波器有没有见过这种产品、晶体滤波器适合窄带，但是这么高的频率没有见过。

我设想过采用频率合成芯片组成的振荡器，但是也面临晶体器件的选择。贴出我的绘图：晶体要用10.00115MHZ，与标称的10.00000MHZ很接近，可在制作时微调获得，以前我常常这样干，通过偏调获得需要的频率值。我在网上搜索MC145106、MC145152的芯片，淘宝有货报价也便宜，找了几家都没有回复！

JHXC

天风雪雨 发表于 2022-7-5 10:15
这点我倒是疏忽了，因为上下差频的频率间隔靠的太近，如果不进行滤波的话很容易造成干扰

我从淘宝买了一些MC145152、MC145106的频率合成芯片，还买了一些预置分频器，MC12022、MC12013、MC12009，VCO振荡器芯片MC12148，制作一块频率电路板几个主要器件15元左右，再加一只合适频点的晶体，一些电阻和电容等，定制PCB版大概每块5元左右，30元左右的成本，比定制TCXO有源晶振稍微便宜一点。只是需要多动手，有频谱仪在手调试不难，动手比较强的朋友成功不难！

这种方案的好处是自己动手，电路原理不复杂，芯片都是过时的，很便宜，我在二十多年前使用这类芯片每只都要几十元的！

我已经初步绘制好PCB板，等我收到买的元件，确认好封装，定下PCB，经过安装验证无误再贴上网站。

w412321

JHXC 发表于 2022-7-5 09:32
这个图有点错误，混频器输出经过0-350MHZ低通滤波器，图纸画的是带通，标注的也是带通。

如果已经买了 ...

JHXC老师，感谢您的耐心讲解。
您混频器电路板上的IAM81008等元器件在哪儿买的？我也想做一个这样的混频器板。
再一个，您能发个混频器电路板的印板图，去打个印版。
混频器输出后低通滤波器您是怎么设计的？

JHXC

w412321 发表于 2022-7-5 21:13
JHXC老师，感谢您的耐心讲解。
您混频器电路板上的IAM81008等元器件在哪儿买的？我也想做一个这样的混频 ...

按照我实践的混频电路做一个跟踪源，基本上可以实现跟踪扫频，输出可达0dBm。使用中需要配接衰减器才能满足实用要求。

混频电路中的IAM81008芯片，LO输入只需-5dBm激励电平(125mv)。IF输出片类也有放大器，实践证明输出可达-10dBm（70mv）。耗电5伏十几个毫安。为了获得更大的输出，IF输出接了一级SGA6289（SGA6389）,达到0dBm（223mv）输出没有问题,完全能够满足常规需要。SGA6289是微波宽带放大器，这里只工作在350MHZ以下，适当的调整输出电感和电阻，可以缩窄频带、提高增益、减小芯片工作电流。这个在联机后，在频谱仪的屏幕上很好测试观察。

晶振如果采用TCXO，频率用144.6MHZ，用三次谐波通过滤波器TA0692就可以获得433.8MHZ的振荡信号了，这个滤波器插损很小可忽略，对偏离三次谐波的信号有很强的抑制作用，测试证明可达60dB。

LM2940-50是低压差大电流稳压芯片，用两节锂电供电，这块电路耗电在200毫安以下，耗电主要来自SGA6289。

整理了一个我购买相应元件的链接，还有电路图，PCB板图供参考。购买元件时注意元件的封装要与PCB吻合。