Spektrumanalysator med TV-Tuner

[xxargs]

Testade att simulera några lågpassfilter ( Cauer, 5:e ordningen ) för 27MHz kristalloscillatorn,
schema finns i pdf:en nedan.

Lågpassfilter 27MHz.pdf

Lite mer info om filter: http://www.es.isy.liu.se/courses/TSEI66 ... ter3_4.pdf

Vart hittar man en Windows-version av ViPEC? de flesta verkar vara för Linux.

Det finns om man letar i dom äldre versionerna - de med *.zip är ett tips.

edit: letade tex. här http://sourceforge.net/projects/vipec/f ... PEC/3.1.3/

När man simulerar som du gör med ideala komponenter så blir det alltid jättesnygga filter - kör man med riktiga fysiska induktanser med begränsade Q-värden som knappt ens är 3-siffriga och rejäla steg mellan värdena i coilcraft-lådan så är det lätt att man hänger lite läpp i designfasen...

Du kan hämta både S-parameter och Spice-modeller över många av coilcrafts olika induktanser.

Är det bökigt att försöka ta in dessa som modeller och koppla till symboler så kan du själv bygga dessa som diskreta komponenter och ta in dess ekvivalenta värden.

Har inte kolla runt chipkondensatortillverkare men förmodligen så finns det spice och S-parametermodeller även för dessa, i allafall kondingar avsedda för RF-industrin
Kondingar *brukar* sköta sig ganska bra och kan många gånger fungera med att fuska med ideala dito i simuleringen - induktanserna däremot...

Försök bygg ditt filter med standardkomponenter och dess stegning du kan får tag på och se hur det blir - kan garantera att det blir mycket beslutsvåndor och kompromisser och nej, inga trimkondingar eller trimdrosslar nu - sådant är dyrt i komponentkostnad och kräver trimning i produktion med kvalificerad och därmed dyr personal och utrustning - det skall helst byggas med standarkomponenter och helst inte tätare än E6 eller möjligen E12-serien i stegning när så finns, och inklusive dess individspridningar ändå klara filterspecen

- måste man ha trimpunkter så bör det bara vara på enstaka ställen och med rättfram funktion, sitter dom i själva filterkopplingar så är det sällan rättframt när man skruvar på dessa och det kräver ännu dyrare personal för att få till det då filtertrimmare som kan hantera sådant inte växer på trän.

obs. ovanstående skall tas med lite ironi men, principen illusterar lite av situationen som konstruktörerna måste slåss med och att simulera med ideala komponenter kan bli fruktansvärt dyrt då dom lösningsrymnderna som de presenterar och ser attraktiva ut kanske inte alls går att genomföra i verkligheten - eller ännu värre, efter prototypsvängen ändå visar sig att det inte fungerar pga. komponentspridning, produktions-yelden går ned och kräver kostsamma insatser för att rädda det som inte är godkänt....

[E Kafeman]

För den som sysslar med lite knepiga S11-mätningar i blandad både mätmässigt och virtuellt komplex impedans-miljö utvecklar jag ett program som pysslar med sådant. Det är i första hand avsett för utveckling av inbyggda bredbandiga antenner för typ mobiltelefoner, men används även för bredbandiga impedansmatchningar av förstärkare, vanliga antenner och liknande.
Input är antingen S11-filer eller data i realtid från nätverksanalysator typ HP8753. Programmet är ännu så länge ett fritt prova-på beta-stadie men används redan på många kända RF-lab runt om i världen just för sin förmåga att medge kombination av realtidsmätning och mycket snabba virtuella optimerings kalkyleringar av impedanser mot uppställda mål som antingen kan vara 50 Ohm eller vilken komplex impedanskurva som helst. För den som sysslar med optimering av TIS och TRP är det ett idealt hjälpmedel. Likaså för den som verkligen sitter med koppartejpsbitarna och ska göra pentabands-antenner på minimala volymer. Det finns ingen som helst S21-support, för sådana ändamål finns betydligt bättre program. Det är alltså inte ett program för allmän simulering av större/flera block, där passar ADS eller Microwave Office betydligt bättre utan ligger närmare labbänks-nivå där man bryter PCB-ledningar för att fintuna impedanser, i synnerhet om man har tillgång till en VNA. Verkar begreppen okända, eller att det bara är hobby-pul, kan jag inte rekommendera att ni laddar ner programmet. Detta för att ni inte ska spilla tid på att ladda ner 300MB som inte passar era behov. Programmet hittar ni här: AnTune. Det är halvårsgammal version men uppdateringar finns att hämta på samma ställe och det är rätt tätt med uppdateringar enligt olika kunders önskemål.

UHF band-indelning IV & V har olika specifikationer som bl.a. sätts av mbrai, ETSI, EBU. Dessa specar påverkar bl.a. sändarplanering och krav på mottagarenhetens radio och antenn.
Anledningen är att manmade noise, dämpning och flervägsutbredning är frekvensberoende, så därför sätter man olika specar/standarder/normer och har valt att göra det med denna bandindelning.
Som exempel, en antenn, för att den ska vara godkänd enligt EBU's normer ska antenn-gainet vara över en viss nivå som skiljer sej åt mellan banden för fasta antenner. Täckningberäkning görs med antagandet att antennen är placerad på 10 meters höjd och har 8 dBi för band IV och 9 dBi för band V, om jag kommer ihåg rätt. Genom att sätta normer för samtliga transmissionsdelarna, kan man sedan enklare göra täckningberäkningar och t.ex. ställa minimikrav på mottagares känslighet för att ska få förses med DVB-T-märkning. För mobila TV-antenner enl mbrai är det däremot en kontinuerlig kurva enl. kravspecen, där det skiljer 7 dB från lägsta till högsta frekvensen på band IV & V.

[YD1150]

Gjorde lite nya simuleringar med lågpassfiltret, den här gången
med en modell av Coilcrafts spice-modell för SMD-induktanser 1206CS.
Kondensatorernas värde är avrundade till närmaste standardvärde, de är också "ideala".

27500kHz LPF std_values.pdf

Resistansen "RVAR" i spicemodellen är i simuleringen fast, den ska vara variabel egentligen.

[xxargs]

Nu ser simuleringen mer trovärdig ut. Dock riktigt så bra dämpning i spärrbandet kommer det inte att bli i verkligheten då beroende på hur du vrider och vänder och avstånd mellan så kan drosslarna höra varandra en smula , ledarlängder mellan komponenterna påverkar etc. - det brukar vara en gräns runt 60 dB dämpning där det går från lätt till svårt när man vill har mer dämpning och det blir att jobba med skärmboxar etc.

En sak jag undrar - varför är det två 50 Ohm i serie på matningssidan av filtret R1 och R3 - det kommer att resultera en 100 Ohm terminering för filtret på drivsidan och det är stor risk att den blir lite annorlunda när du ta bort den ena 50 Ohm motståndet (har inte själv kollat hur mycket det påverkar)

[YD1150]

Ett av motstånden på 50 ohm är till "signalgeneratorn" därav två motstånd, filtret i sig ska
ha ett 50 ohms motstånd på både in och utgång.
Hade en professor på en kurs på högskolan som rekommenderade att ha det så, undantaget
var filter i radiosändarslutsteg och delningsfilter till högtalare.
Principen kallas "insertion loss method", bara att googla för den som vill fördjupa sig i ämnet.

Dimensionerar man filtret med lågt rippel i passbandet så blir känsligheten
för variationer i komponentvärden mindre, filtret blir heller inte riktigt lika brant
men det blir i så fall något fler men billigare komponenter (större tolerans kan tillåtas).

[AndersG]

Fördelen med sa6x5 är att den har en logaritmisk signalstyrkeutgång som är hyfsat linjär över 90dB

[xxargs]

Ett av motstånden på 50 ohm är till "signalgeneratorn" därav två motstånd, filtret i sig ska
ha ett 50 ohms motstånd på både in och utgång.

Har aldrig sett den lösningen i verkligheten med avsiktliga resistanser i filter då man normalt verkligen jobbar på att minska alla resistiva förluster som det bara går - däremot är det alltid inritat 50 Ohm resistans på ingång och utgång i schemor som då underförstått symbolicerar generatorns impedans och lastens impedans eftersom termineringsimpedanserna är en designfaktor för filtrets funktion (och kan tex. ersättas med oändlig långa 50 Ohms kablar), men det är inte en del av själva filtret.

I mixerns fall så vill du ha så mycket generatorsignal du kan få fram för att få låg IM när du har multipla carrier samtidigt på mixerns ingång för att inte få falska signaler och den extra dämpningen som din extra 50 Ohm (då dom andra två 50 Ohmarna i schemat symboliserar generatorns impedans och lastens impedans) har negativ inverkan då din signal går ned med gissningsvis 8-10 dB och är det vanliga diodmixrar så fungerar de inte så bra om signalen är under +10 dBm

teoretisk perfekt filter har ingen extra insert loss pga. resistiva förluster utan det som inte går igenom till utgången - reflekteras tillbaka till källan!!

[YD1150]

Testade att spara datan som wattmetern skickar ut seriellt.
Gjorde ett långsamt frekvenssvep från ca 47-110MHz
allt är okalibrerat, x-axeln är bara antal samples (motsvarar frekvens)
Lägg inte någon vikt vid exakta värden på "dBm", detta var ett första test!

frekvenssvep ca 47-110MHz .pdf

En kraftig peak vid strax över "500" är 54MHz och en vid ca "1900" är 81MHz.
Från "2400" och uppåt så finns rundradiostationer, P1-P4 m.m.
Frekvensskalan är inte linjär heller.

Datorn orsakar bruset kring 0 -1500, stänger man av datorn och skärmen
så försvinner det och då kan man lättare se andra svagare signaler.

Digital-TV sändarna går att "se" på UHF med en labbkabel som antenn.

[blueint]

Om man kalibrerar skulle man kunna läsa ut differensen mellan två svep och se om det dykt upp någon ny sändare. T.ex något kretskort man labbar med

Förslag på hur man kalibrerar x-axelns dBm skala förresten?
Y-axeln?

[YD1150]

Kalibrering kan göras om man matar in en signal med känd nivå
och känd frekvens. Sen tror inte jag att förstärkningen inte
är konstant i en TV-Tuner utan att den varierar lite beroende
på frekvens.

Ett alternativ är att använda en tuner med PLL inbyggd, låta en PIC styra PLL:en.
"TV-PLL" brukar ofta ha 62,5kHz steg vilket blir lite grovt med 15kHz bandbredd
Men med keramiskt filter på 200kHz bandbredd så går det, räcker till "övertonsanalys" i alla fall.

Y-axelns kalibrering blir nog enklast med att man helt enkelt
mäter upp avstämningsspänningen och tar reda på vad det motsvarar
för frekvens. Med en PLL så slipper man det.

[MiaM]

Min erfarenhet är att billiga 1-20dB-dämpsatser för TV-bruk som säljs på biltema eller liknande faktiskt ligger hyggligt nära 20dB vid max dämpning, tillräckligt bra för att få någon slags startpunkt som kalibreringsreferens för hemmabyggaren som inte har något bättre att ta till som referens.

Sen kan man ju alltid kalibrera de lägsta frekvenserna direkt med oscilloskopmätning om man har tillräckligt bra oscilloskop.

Någon slags bredbandig probe för att mäta RF-nivå borde man väl kunna bygga själv som ger acceptabelt resultat även högre i frekvens, och då kan man använda den ihop med de testsignaler man råkar ha tillgång till (exempelvis så har de modernaste RF-modulatorerna för analog-TV inställningsbarhet över hela UHF-bandet. Sådana kan finnas i en digitalbox och med lite tur så kan man skicka ut endast bärvåg genom att lura boxen att RF-modulera "VCR-scart"-signalen utan en "VCR" ansluten, eller så kan man säga åt boxen att visa en kodad kanal man saknar kort för - då visas en statiskt svart bild eller ett statiskt felmeddelande som torde vara dugligt för att åtminstone kablirera relativa nivåer). Andra budgetkalibreringsmöjligheter är att kolla på specar för brusnivåer hos antennförstärkare/mottagare och på så vis hitta ungefär var i signalstyra en testgenerator ligger. Även om mottagaren man har som budgetreferens har bättre känslighet än hobbyspeccan så kan man givetvis prova med känd dämpsats mot mottagaren men utan dämpsats mot hobbyspeccan.

Eller så blir man polare med nån på forumet som har en acceptabelt kablirerad signalgenerator

[xxargs]

en köpt RF-signalgenerator har ofta en bra grundtrimmning men skall man mäta absolutnivå noga i tex kalibreringssyfte av något så är det en RF-effektmätare baserat på termokors som gäller då dessa är mycket bredbandiga och har antingen listor eller inbyggt i minne hur dessa skall korrigeras om man mäter vid olika frekvenser.

sedan får man själv kalibrera upp sina dämpare som man sedan kombinerar för att få önskad värde med utgångsvärde från signalgenerator när den väl är inställd mot effektmätaren, ja använda kablar skall också kalibreras vid dom olik frekvenserna och allt skall räknas i serie.

[AndersG]

OK. Efter att ha lagt in en mera spänningstålig opamp och kört med matningsspänning på +35/-12V så ser det ut så här:

fmbandet.JPG

Det är FM-bandet som syns. Nollpunkten på RSSI signalen är nedersta strecket. Svepfrekvens 10Hz

[YD1150]

Vad har du för filter nu AndersG, kristallfilter?
Blir rätt få delar om man använder SA615, bra med att "RSSI" är inbyggd
så slipper man den aningens dyra AD8307 (fungerar bra gör den dock!).
Kunde bygga ett litet instrument för justering av TV-antenner,
använda en grafisk LCD så kan det bli ett användbart instrument.

Testade lite på UHF, fick in två starka digital-tv sändare.
Enligt uppgift så är de bara på 2,5kW numera så det är inte
så mycket effekt som går ut i antennen.

DTTV_tx UHF.pdf

Spektrumet är rätt skarpt ändå, allt ryms inom 8MHz.
Inget "spill" utanför.

[AndersG]

Riggade det så att jag kunde välja frekvens med en 10-varvs pot och sedan svepbredd med en annan. Resultat:

ren.JPG

Ren testsignal från kristalloscillator

fmaudio.JPG

Modulerad FM-signal

Jo jag har dubbla kristallfilter med +/-7.5kHz _3dB passband. Postade ju schemat tidigare. En annan fördel med SA'n är att man kan höra på eländet