Измерительный прибор OSA103 Mini

[Sergey_gh]

Представляю свою новую разработку - универсальный измерительный прибор - USB приставка к компьютеру OSA103 Mini. Прибор совмещает функции осциллографа, генератора, частотомера, анализатора спектра, векторного анализатора цепей, векторного антенного анализатора, измерителя LC, рефлектометра, SDR приёмопередатчика.

Краткое описание.

Осциллограф.
1 аналоговый + 4 цифровых канала + виртуальный аналоговый канал генератора. Входное сопротивление аналогового канала – 50 Ом, полоса пропускания - 1 Гц .. 400 МГц (только закрытый вход). Частота дискретизации аналогового канала в реальном времени - 200 МГц, в стробоскопическом режиме - 10 ГГц. Базовая входная чувствительность - 0.1 В/Дел. Цифровые каналы с настраиваемыми в широких пределах пороговыми уровнями и нетипично высокой для данного класса устройств частотой дискретизации в реальном времени - 1.6 ГГц.


Генератор.
Функциональный генератора 0.001 Гц .. 50(100) МГц (до 50 МГц – с неравномерностью АЧХ менее 0.5 дБ). Отключаемая коррекция sin(x)/x. Модуляция АМ, ЧМ, ФМ, суммирование сигналов и дополнительный встроенный генератор модулирующего сигнала 0.001 Гц .. 100 МГц, качание частоты синхронно с развёрткой осциллографа. Генератор импульсов 5 нс – 5 с, генератор шума и генератор произвольной формы со скриптовым языком описания осциллограмм.


Частотомер.
Электронно-счётный аппаратный частотомер работающий со входа любого канала, а также по условию синхронизации осциллографа. 8 разрядов в режиме измерения частоты. Постоянная относительная точность измерения частоты во всём диапазоне (reciprocal counting). Режим счёта импульсов и измерения периода. Термокомпенсированны й подстраиваемый системный тактовый генератор устройства (VCTCXO) c точностью лучше 1 PPM.


Анализатор спектра.
Принципы работы - БПФ, комбинированное многочастотное БПФ с формируемой спектрограммой до 1 ГГц. Настраиваемый размер, 9 оконных функций, усреднение и масштабирование. Выбор единиц измерения по вертикали для измерений в цепях с разным импедансом. Алгоритм точного измерения частоты и уровня максимума. Чистый собственный спектр (без паразитных внутренних спектральных составляющих). Технология Subtractive Dither.


Векторный анализатор цепей.
Принципы работы - ГКЧ и следящий синхронный цифровой квадратурный приёмник. Измерение коэффициента передачи четырёхполюсников. Амплитудная и фазовая характеристики. Линейный и логарифмический масштаб, настраиваемый диапазон. Калибровка с учётом соединительных кабелей (амплитудная и фазовая нормализация). Возможность работать в качестве анализатора спектра. Диапазон частот 100 Гц .. 100 МГц. Динамический диапазон (10 КГц .. 60 МГц) – >90 дБ.


Векторный антенный анализатор.
Принципы работы – ГКЧ и следящий синхронный цифровой квадратурный приёмник. Измерение комплексного импеданса подключенной цепи по методу shunt-thru. Диапазон частот – 10 КГц .. 100 МГц. OSL калибровка и "математическое вычитание" соединительного кабеля. Измерение (вычисление) КСВ, Return Loss для кабелей (линий) с Zo = 25, 50, 75, 100 Ом. Вычисление и построение графиков КСВ, Return Loss, Q, Rs, Xs, |Z|, Фаза Z, Rp, Xp.


Измеритель LC.
Диапазон измерения ёмкости - 0.5 пФ .. 30000 мкФ
Диапазон измерения ESR (C > 0.5 мкФ) - 50 мОм .. 1 КОм
Диапазон измерения индуктивности - 50 нГн .. 3 Гн


SDR приёмопередатчик.
Прибор может работать в качестве приёмопередатчика (DDC/DUC трансивера) совместно с программами цифрового радио поддерживающими протокол Winrad. Режим передачи реализован в самом приборе и требует подключения внешнего микрофонного усилителя. Тестировалось с HDSDR, SDRuno, SDRSharp ver 1361, Zeus Radio, SDRSharper. Режим передачи полностью поддерживается в HDSDR. Частично (нет автоматического выбора модуляции передачи) в SDRuno и SDRSharp ver 1361. Подробнее в отдельной теме "DDC/DUC трансивер на базе OSA103 Mini."

Обновления программного обеспечения.

Инструкция по установке и обновлению ПО находится на 6 странице описания.


3.08. Следящие маркеры, контекстные меню #49
3.09. Диаграмма Вольперта-Смита #736
3.10. Ввод частоты и уровня генератора цифрами #831
3.11. Уровень в dBm, CSV для АА #1030
3.12. Расширение частотного диапазона #1170
3.13. Настройка смещения частоты приёма и асинхронный Fs режим ИАЧХ #1256
3.14. Отображение мощности и внешние аттенюаторы #1308
3.15. Клавиши быстрого доступа. Внешние пробники, Zo для АА. #1503
3.16. Маркерные измерения БПФ, частотомер, шрифт, цвета. #1731
3.17. Расширение частотного диапазона, подключение ADF4351. #1909
3.18. Управление обзором ИАЧХ, АА. ВЧ частотомер, прибор без перемычек. #2061


Обновления ПО для работы с программами SDR радио (ExtIO_Osa.dll).
3.01. DDC приёмник (стартовая версия) #56


Далее в теме "DDC/DUC трансивер на базе OSA103 Mini."


3.02. Режим передачи. Исправления и улучшения в режиме приёма #57
3.03. Окно управления, компрессор речевого сигнала #86
3.04. Поддержка режима передачи для SDRSharp 1361 #102

Дополнительная информация.

1. Высокоомный пробник #20, #1378
2. Умножитель частоты (расширение частотного диапазона ИАЧХ) #1212
3. Корпус из оргстекла #51, #1367

Во вложениях: описание программы (для версии 3.07), топология печатной платы, сборочный чертёж, принципиальная схема, программа (версия 3.07), драйверы и прошивки (Windows & Linux), описание примеров применения, примеры применения. Выложенное программное обеспечение и прошивки полнофункциональные, но устройство защищено от тиражирования. Желающие самостоятельно собрать для личного использования обращайтесь в личку.

Обновление от 06.02.18
Osa103_v3_18.zip

[RA4FIX]

решает проблему низкой чувствительности

Или плохих антенн?

[Oleg 9]

Запись делал сейчас на 40м. Антенна нормальная, чтобы продемонстрировать эффект от УВЧ, пришлось перед ним аттенюатор включить . Но на 20-ке УВЧ уже точно пригодится.

[RV3DLX]

,Юрий,добрый вечер!Не сочтите за труд,опубликуйте схему приставки на AD8055.Зарание благодарен,Олег.

Ну она же (схема) уже выложена на где то на начальных страницах этого форума. Я понимаю, что тема уже разрослась, но думаю будет полезно прочитать ее всю. Посмотрите сообщение 309.
Юрий.

[Sergey_gh]

RU3AEP, спасибо за положительный отзыв о приборе и за критические замечания.

Не совсем понятно, зачем имеется возможность включить ждущую развертку в режиме БПФ (спектроанализатора) .

А как тогда, например, получить устойчивую картинку спектра сигнала работающего в импульсном режиме и как усреднить его? Производители анализаторов спектра наоборот постоянно увеличивают возможности синхронизации. Делают синхронизацию по внешнему сигналу, по уровню, по мощности, по частотной маске и т.п. В данном приборе в режиме БПФ есть возможность включить внешнюю синхронизации (с цифровых входов) и синхронизацию по уровню. Если она Вам не нужна, то просто отожмите кнопку "Вкл." блока кнопок управления синхронизацией.

так прибор неожиданно "виснет". И непонятно - то ли и впрямь программа зависла, то ли что еще похуже..

Прибор не виснет, он ждёт условия синхронизации В правом верхнем углу экрана есть кружок со стрелочкой. При работе прибора он всегда подвижный и позволяет понять, что происходит, когда картинка не обновляется.

Также неплохо было бы в режиме осциллографа в случае включения ждущей развертки и НЕнаступления срабатывания триггера в течение какого-то времени очищать экран.

При написании цифрового осциллографа я старался не изобретать велосипед. Это стандартное поведение - предыдущая осциллограмма отображается до следующего срабатывания триггера. Если Вам не нравится, что картинка замирает при пропадании синхронизации, то нажмите кнопку "Авт." блока кнопок управления синхронизацией. Это режим синхронизации без остановки развёртки.

было бы очень хорошо иметь возможность запоминания нескольких кривых

Согласен. Такая функция есть для режима осциллографа (смотрите "Фоновые осциллограммы" на 11 стр. описания). В режимах АЦ, АА она пока работает частично. Графики запоминаются и восстанавливаются, но одновременно не отображаются

[LEONID2]

Присоединяйтесь к словам бладарности RU3AEP относительно похвалы Сергею. Прибор заслуживает любых положительных отзывов. Жаль что в начале темы были проверки на вышивость и недоверие некоторых посетителей, однако умные пользователи сразу поняли, что за диковинка появилась у них на рабочем столе. Поэтому нужно терпеливо ждать, может быть появятся некоторые функциональные дополнения. Можно дополнить функции проверки кварцев, это полезная функция. Ещё раз спасибо Сергею и РЕСПЕКТ!

[RU3AEP]

RU3AEP, спасибо за положительный отзыв о приборе и за критические замечания.

Да, собственно не за что. Это Вам спасибо за столь прекрасный прибор, который, не побоюсь громких слов, выводит радиоконструирование на принципиально новый уровень.
Предыдущими подобными явлениями, на мой взгляд, было широкое распространение применения звуковой карты (по части прецизионного узкополосного ВЧ-спектрального анализа, а также всевозможных НЧ-измерений в радиолюбительских условиях ей нет равных) и появление прибора NWT-7..

По поводу ваших комментариев - вынужден полностью согласиться с вами. Ибо это как раз тот случай, когда неопытный пользователь (в моем лице) не смог оценить универсальности софта и возможностей, заложенных в нем.


P.S. Кстати, вчера устроил лабработу по изучению спектра сигнала на выходе ключевого смесителя на ADG774, находящегося в составе трансивера. До чего же это интересно и познавательно! Конечно, я предполагал, что там можно будет увидеть и неоднократно видел подобные картинки в симуляторе, но тут, когда видишь спектр ВЖИВУЮ, а переключая диапазоны и крутя валкодер созерцаешь, как перескакивают и смещаются "палки" - это совсем иное ощущение. Прекрасно видно и пролезание сигнала ГПД, основные и зеркальные каналы, продукты преобразования на 3, 5 итд гармониках. Немного смущало множество странных сигналов в режиме span 100 MHz, которые при перестройке ГПД смещались слишком быстро и зачастую в обратную сторону, но вскоре стало ясно, что это - следствие "заворота" части спектра, лежащей выше 100 Мгц. И включение режима многочастотного БПФ подтвердило это - все фантомы исчезли полностью..


P.P.S. И еще пара вопросов по прибору.
1) Учитывается ли при формировании спектрограммы спад АЧХ входных цепей на высоких частотах? Т.е. насколько можно доверять измеренному соотношению компонент, скажем, 100 и 500 Мгц?
2) Возможно ли измерить входной импеданс, скажем, смесителя, подключенного к прибору через отрезок коаксиального кабеля? Похоже, что да, но полностью я не уверен.

[RV3DLX]

Можно дополнить функции проверки кварцев, это полезная функция

Никто и ни что не мешает проверять кварцы этим прибором. Прекрасно видны параллельный и последовательный резонансы и на основной частоте кварца и на гармониках. Единственно, что неудобно, это ловить точно частоты движками программы, но Сергей обещал сделать численный ввод границ частот сканирования.
Юрий.

[AMBER]

Sergey_gh,Сергей,а все таки,одну из хотелок,которые озвучил RU3AEP,как нибуть можно решить?
Имеется в виду оцифровка горизонтальной шкалы окна графика в режимах АЦ,АА и СА.
На мой взгляд,гораздо удобнее и комфортнее было бы измерение в этих режимах.
Конечно,есть маркеры,но так можно было бы одним взглядом оценить,где находится тот,или иной
интересующий нас участок характеристики.А маркерами измерять уже точнее.

ПС.Кстати,на скринах,которые публикуются здесь,маркеры не подвигаешь.

[Sergey_gh]

Учитывается ли при формировании спектрограммы спад АЧХ входных цепей на высоких частотах?

Нет, не учитывается. Типовой завал АЧХ есть в таблице на 34 странице описания.

Возможно ли измерить входной импеданс, скажем, смесителя, подключенного к прибору через отрезок коаксиального кабеля?

Да, возможно. В режиме антенного анализатора после OSL калибровки.

Имеется в виду оцифровка горизонтальной шкалы окна графика в режимах АЦ,АА и СА.

Я подумаю. Если ради этого сетку сделать подвижной и с переменным размером ячеек (как в WinNWT), то это приведёт к многочисленным противоречиям с другими управляющими элементами интерфейса программы. Видимо нужно сетку не трогать и сделать дополнительную горизонтальную линейку с переменным размером делений и подписями частоты. Пока не знаю.

[adt]

Единственно, что неудобно, это ловить точно частоты движками программы, но Сергей обещал сделать численный ввод

Присоединяюсь к просьбе.
Сплошной мат, когда нужно отсканировать 10-20 узких полос частот , не хорошо как то автора
великолепногоприбора материть.

Сегодня плотно поработал с диаграммой Смита.
Получил не ожиданный бонус. Распечатка скреншота диаграммы не искажается.
Распечатал , циркуль, линейка - за 5-10 минут сделал то на что раньше уходило день два.

СПАСИБО за великолепныйприбор !!!