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楼主: JHXC

以虚拟扫频仪NWT150为核心部件,折腾简易的频谱仪(过程直播)

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发表于 2016-4-10 16:20:51 来自手机 | 显示全部楼层
本帖最后由 jiangjieke 于 2016-4-10 16:24 编辑

好玩!能学到高频电路的很多东西,谢谢老师耐心仔细的讲解。跟着老师玩!想知道,如果买最高频率为500M的那种对diy简易频谱仪来说有什么好处吗?
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发表于 2016-4-10 16:55:02 | 显示全部楼层
这个好,严重关注。
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发表于 2016-4-10 16:58:48 来自手机 | 显示全部楼层
绝对是重磅炸弹!其实今早一早就看到了!激动想发贴,但担心打乱老师的文章,没敢乱来!绝对高技术贴子!看了开头两段还能理解!后面的感觉自己知识不够用了!等有钱赶紧入个NWT150 598。跟随大神动手学习!望老师在家研发、出外散心两不误!
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发表于 2016-4-10 17:40:43 | 显示全部楼层
其实性价比最高的是550M的那款,798,性能很不错。
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 楼主| 发表于 2016-4-10 18:04:18 来自手机 | 显示全部楼层
本帖最后由 JHXC 于 2016-4-10 18:44 编辑
jiangjieke 发表于 2016-4-10 16:20
好玩!能学到高频电路的很多东西,谢谢老师耐心仔细的讲解。跟着老师玩!想知道,如果买最高频率为500M的那 ...


如果买最高扫频为500兆周的,那就意味能够将频谱仪的测频范围提高到0-250兆周,对比我的300兆周扫频仪可提高100兆周,但是,需要设置的第一中频就要增高,为250兆周比较合适。增高的中频会增加制作难度,这么高的中频,适合用螺旋滤波器和同轴腔滤波器,这类滤波器需要金属加工制作腔体,如果你见过黑白电视U频段高频头和电子调谐的U波段实物,那就是一种腔体滤波器。这样的滤波器Q值高,指标比较好,如果采用LC滤波器,因为波长太短,线圈的物理尺寸太短,不好掌握,指标也不及上述滤
波器。

当然,借助仪器也是能行的,我在多年前用双面PCB板做过500兆周以上的腔体滤波器。

买更高频率的扫频仪当然可以制作更高频率的频谱仪,但是制难度增大,成本也增高,业余用,几百兆周就可以了,利用谐波原理,比方说扫频信号的二次谐波,测试频率可达一个倍频,只是读取频率值要考虑进去,不然就会出错。
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发表于 2016-4-10 18:40:43 | 显示全部楼层
JHXC 发表于 2016-4-10 18:04
如果买最高扫频为500兆周的,那就意味能够将频谱仪的测频范围提高到0-250兆周,对比我的300兆周扫频仪可 ...

向您请教一下,在您的设计中,第一级中放的通带选择多少合适呢?
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 楼主| 发表于 2016-4-10 18:52:55 来自手机 | 显示全部楼层
本帖最后由 JHXC 于 2016-4-10 18:55 编辑
goodays 发表于 2016-4-10 18:40
向您请教一下,在您的设计中,第一级中放的通带选择多少合适呢?


通带只能依椐一些参考资料假设,主要是谐振回路的Q值影响,150兆周中频采用LC回路,10兆以下的通带还是很好实现的,只要通带带宽小于后级中频的两倍就行。
如果找晶体滤波器,通带就会窄的多,但是难以找到合适频率的,而且价格比较贵。

等我实践出结果再贴上来。
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 楼主| 发表于 2016-4-10 19:10:48 | 显示全部楼层
本帖最后由 JHXC 于 2016-4-10 19:17 编辑

下面是两种滤波器,螺旋滤波器中心频率500兆周,通带6兆周。还有一个是同轴腔滤波器,中心频率750兆周,通带8兆周,对于LC滤波器是很难实现的。
IMG_20160410_190218.jpg
IMG_20160410_190230.jpg
IMG_20160410_190241.jpg
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发表于 2016-4-10 19:14:23 | 显示全部楼层
JHXC 发表于 2016-4-10 19:10
下面是两种滤波器,螺旋滤波器中心频率500兆周,通带6兆周。还有一个是同轴腔滤波器,中心频率750兆周,通带 ...

银光闪闪的,好东西
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 楼主| 发表于 2016-4-10 19:29:55 | 显示全部楼层
本帖最后由 JHXC 于 2016-4-10 19:33 编辑

下面是微带线滤波器,这个制作比较容易,但是需要仪器测试,常常用于GHZ以上的频率。
微带线滤波器.PNG
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 楼主| 发表于 2016-4-11 10:25:22 | 显示全部楼层
本帖最后由 JHXC 于 2016-4-11 11:21 编辑

接着来。
b 、电感、LC谐振电路的测试(滤波器的测试)
无线电制作,特别是射频电路的折腾,需要自己制作电感和各种LC滤波器,这些部件的制作成功与否,决定整个制作的成败!好在现在需要的仪器不难找,买几台实用的仪器开销也不是很大,只要掌握一些方法,自己制作这些器件是不难的。
射频电路领域,经典的方法是Q表,真空管的体积笨重,综合性能不太好,而且市场价二手也很贵,而且不多见不多见,晶体管的Q表比真空管的优秀的多,二手价格也不低。数字电桥能够测试电感,但是测试频率不高,即使能够测试出电感值,但是毕竟是低频状态下的,无法与实际使用时的高频一致,使用会受到限制。既然制作频谱仪首先就要有扫频仪,而且虚拟的仪器比上述仪器便宜的多,利用谐振原理,扫频仪测试用来测试电感或谐振回路是不错的,尤其是这种虚拟的扫频仪频率分辨率很高,可以精确的显示谐振频点,从曲线也能了解到Q值大小,作为业余条件下的工程测试是完全没有问题的。

按照我贴上来的电路做好一台测试附件,组成一个测试台,用来完成电感、LC回路、晶体、陶瓷振子、以及他们组成的滤波器等,测试是十分方便的,精度完全可以满足业余折腾工程上的要求。扫频测试与Q表的测试有相似之处,都是利用谐振现象来确定测试结果。笔者虽然有晶体管Q表,但是很多时候还是喜欢用扫频仪来确认谐振电路。
根据谐振公式,频率、电感、电容三者我们只要知道两者,第三者就可以简单的计算出来。笔算肯定麻烦一点,计算器也需要一些时间,只要明白原理,网上有许多小程序,傻瓜型的,立马就能计算出来!

列举几个实例供大家参考:
测试晶体:
测试晶体主要是弄清谐振频率、Q值、带宽、是基频振子还是泛音振子。下面测试12MHZ、40.5MHZ晶体。

从曲线图看,在12-36-60-84MHZ几个频点都有响应,按照3-5-7次谐波分布,实际使用中,因为振子存在泛音频率,作为振荡器时,如果电路参数设计不当,就有可能在谐波频点振荡,当然,稍微小心一点这种情况一般不会出现。
从另一张展开的曲线不难看出,他的6db带宽在4602HZ,可见Q值是很高的;3db带宽下Q值高达4795,带宽2501HZ,这是LC回路不可能做到的!因此,用晶体作为滤波器弄出窄带滤波器是非常合适的。

提示一下,这里的晶体测试是用测试台采用串联的方式,测试的是串联谐振频率,由于晶体的串联或者并联谐振频率相差很小,所以大家看到的曲线图中谐振点偏离一点点。
12MHZ.jpg
12MHZ晶体.JPG
Q值.JPG
带宽.JPG
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 楼主| 发表于 2016-4-11 11:12:04 | 显示全部楼层
本帖最后由 JHXC 于 2016-4-11 11:14 编辑

再看测试40.5兆周晶体,从谐振频点看,这是一只泛音振子,元件标注的是40.5兆周,曲线图显示在13.5-40.5-67.5兆周几个频点。这种泛音振子使用时,需要讲究技巧,具体方法在下面。

改天再来(4月11日)
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发表于 2016-4-11 11:27:23 | 显示全部楼层
理论知识丰富,基本功扎实!!
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发表于 2016-4-11 17:52:19 | 显示全部楼层
这个太厉害了,好好学习。
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发表于 2016-4-11 23:09:16 | 显示全部楼层
作个记号,跟进频谱仪。
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