HOBBY PrzyrzÄ…dy pomiarowe
Uniwersalny przyrzÄ…d pomiarowy w. cz.
Analizator obwodów NWT7 (1)
analizator jest wyposażony w de-
Analizatory obwodów stały się uniwersalnymi przyrządami pomiarowymi
tektor liniowy umożliwiający do-
w laboratoriach konstruktorów urządzeń radiotechnicznych, a dzięki po-
kładniejsze pomiary charakterystyk
stępowi techniki wkraczają powoli także do domowych warsztatów radio-
przenoszenia filtrów (ich niewielkie
amatorów. Konstrukcji analizatorów dostępnych dla przeciętnego krótko-
zafalowania nie byłyby widoczne
falowca poświęcił się od wielu lat niemiecki radioamator Bernd Kernbaum w skali logarytmicznej). Oporności,
wyjściowa generatora i wejściowe
DK3WX.
obydwu detektorów, wynoszą 50 &!.
Program obsługi analizatora
liniowej (AD8361). Generator pracu- pracuje w środowiskach Windows
je w trybie przemiatania w zakresie 95, 2000 i XP a jego główne okno
wybranym przez użytkownika lub na jest wzorowane na płycie czołowej
dowolnej stałej częstotliwości w za- oscyloskopu dzięki czemu użytkow-
kresie 100 kHz 60 MHz. nik od poczÄ…tku czuje siÄ™ swojsko.
Zadaniem mikrokontrolera
Pomiary
Rys. 1. Schemat blokowy analizatora obwodów (16F876) jest sterowanie częstotli-
wością pracy generatora, przetwa- Jak wynika ze schematu bloko-
Jedną z jego konstrukcji, która rzanie na postać cyfrową wyników wego, jednym z podstawowych ro-
Literatura i adresy
zyskała szersze powodzenie, jest pomiaru (napięcia stałego z wy- dzajów pomiarów są pomiary cha-
internetowe
NWT7 (niem. Netzwerktester) opi- branego detektora) i komunikacja rakterystyk przenoszenia badanych
[1]  Neues vom Net-
zwerktester , B. Kern- sany w numerach 11 i 12/2002 mie-  poprzez złącze RS-232  z progra- układów, takich jak filtry (kwarcowe
baum, DK3WX,  Funka-
sięcznika  Funkamateur  (FA) [1]. mem sterującym i wyświetlającym lub LC) albo rezonatory kwarcowe
mateur 11/2002 str.
W rozwiązaniu tym zastosowano wyniki na komputerze PC. i oczywiście ich strojenie. Znajomość
1136-1139 i 12/2002
klasyczne i stosunkowo łatwo do- Generator w.cz. pracuje w za- częstotliwości rezonansowej i szero-
str. 1242-1245.
stępne elementy elektroniczne, dzię- kresie od prawie zerowej częstotli- kości charakterystyki przenoszenia
[2]  Bausatz Net-
zwerktester FA-NWT ,
ki czemu nadaje się ono dobrze do wości do 60 MHz (lub do 35 MHz obwodów LC pozwala na pośredni
N.Graubner, DL1SNG, G.
samodzielnej konstrukcji. Od czasu dla AD9850), przy czym o dolnej
Borchert, DF5FC,  Fun-
opublikowania pierwszego artyku- częstotliwości granicznej decydują
kamateur 10/2006 str.
Parametry analizatora NWT7
łu powstała kolejna udoskonalona pojemności kondensatorów sprzę-
1154-1157 i 11/2006
str.1278-1282
konstrukcja pn. NWT9 (FA-NWT), gających, które w razie potrzeby Zasilanie
[3]  Neues von Net-
w której dzięki zastosowaniu ele- można powiększyć do jej obniże-
Napięcie: 12 15 V
zwerktester ,  Funkama-
mentów do montażu powierzchnio- nia. Dla pojemności podanych na Pobór prądu: < 250 mA

teur 9/2005 str. 935
wego  SMD  oraz syntezera now- schemacie wynosi ona 100 kHz. Sygnał w.cz.

[4] www.funkamateur.de
szego typu uzyskano rozszerzenie Górna częstotliwość graniczna jest Zakres częstotliwości: 100 kHz

[5] www.swiatradio.
com.pl zakresu pracy do 160 MHz. Opisany natomiast zależna od wewnętrznej do 60 MHz
[6] Plik pomocy NWT7.
w poz. [2] analizator jest dostępny częstotliwości zegarowej syntezera Krok strojenia: dowolny po-

hlp zawarty w archiwum
w postaci zestawu konstrukcyjnego i pożądanej czystości sygnału wyj- wyżej 1 Hz
NWT7Zip.zip
w sklepie internetowym pisma [4]. ściowego. Częstotliwość zegarowa Moc wyjściowa: d" 10 dBm

[7] Instrukcja mon-
Na poczÄ…tek zajmijmy siÄ™ jednak syntezera wynosi 180 MHz i jest (0,7 V @ 50 &!)
tażowa dostępna pod
adresem [4] po niemiec- rozwiązaniem pierwszym. uzyskiwana przez sześciokrotne po- Detektor logarytmiczny
ku ( Aufbauhinweise.
wielenie częstotliwości kwarcowego Zakres częstotliwości: 100 kHz

doc ) i pod adresem
Zasada pracy analizatora
generatora wzorcowego. Dla częstot- do 500 MHz
[5] po polsku (w tłum.
Zasadę pracy analizatora przed- liwości wyjściowej nieprzekracza-
Maks. moc wejściowa:
OE1KDA).
stawiono w uproszczeniu na rys. 1. jącej 1/3 częstotliwości zegarowej +15 dBm (1,2 V)
[8]  Direktmischer für
den KW-Synthesizer ,
Składa się on z generatora sygnału uzyskuje się poziom składowych Zakres dyn.: 80 dB

W. Schneider, DJ8ES,
w.cz., detektorów pomiarowych i ste- pasożytniczych poniżej  50 dBc Detektor liniowy
UKW Berichte 1/2000
rującego ich pracą mikrokontrolera. (w stosunku do fali nośnej). Ampli-
Zakres częstotliwości: 100 kHz
str. 46-49
W generatorze w.cz. zastosowano tuda sygnału wyjściowego zmienia do 500 MHz
[9]  LinNWT und
WinNWT  Software
syntezer cyfrowy  DDS  typu AD- się w funkcji częstotliwości według Maks. moc wejściowa:

zum FA-Netzwerktester ,
9851 (lub AD9850), filtr dolnoprzepu- zależności sin(x)/x, a kompensacja +9 dBm (660 mV)
A. Lindenau, DL4JAL,
stowy o częstotliwości granicznej 60 tej charakterystyki częstotliwościo-
Zakres dyn.: ok. 30 dB
 Funkamateur 1/2007
MHz eliminujący składowe pasożyt- wej byłaby dosyć skoplikowana jak Wymagania komputera
str. 158
[10] www.dl4jal.de nicze i scalony wzmacniacz mikrofa- na urzÄ…dzenie amatorskie. W prak-
System operacyjny Windows
[11] www.miniRadioSo- lowy MSA0886 dostarczajÄ…cy mocy tyce amatorskiej jednak nawet bez 95, 2000, XP, DOS (w ograni-
lutions.com
wyjściowej 10 dBm (10 mW; 0,7 Vsk kompensacji uzyskuje się dostatecz- czonym zakresie)
[12] ac6la.com/zplots.
na 50 &!). Sygnał wyjściowy z genera- nie wiarygodne wyniki.
Częstotliwość zegarowa min.

html
tora jest podawany na wejście układu Zastosowany w detektorze loga- 500 MHz
[13] www.wimo.com/
badanego, a sygnał otrzymywany rytmicznym obwód AD8703 pracuje Funkcje dodatkowe
messtechnik_d.htm#mi-
nivna
na jego wyjściu mierzony za pomo- wystarczająco dokładnie w szero-
Generator w.cz., VFO, analiza
cą detektorów o charakterystyce lo- kim zakresie amplitud (80 dB) po- wima w zakresie w.cz.
garytmicznej (obwód AD 8307) lub mimo prostoty układu. Oprócz tego
Åšwiat Radio Paz
dziernik 2007
52
Rys. 2. Schemat
generatora w.cz.
pomiar indukcyjności lub pojemno- generatora podstawy czasu QG1  Obwód MAX232 służy do do-
Literatura i adresy
ści obwodu oraz jego dobroci. Ba- jest to generator TTL w hermetycz- pasowania poziomów logicznych
internetowe, cd.
danie charakterystyk i wzmocnienia nej obudowie metalowej, z gatunku złącza RS232 do logiki 5-woltowej
[14]  miniVNA auf dem
układów aktywnych wymaga ewen- stosowanych często w układach i odwrotnie. Sygnały ze złącza sze- Labortisch , K. Fischer,
DL5MEA, Funkamateur
tualnego zastosowania tłumików komputerowych. Częstotliwość regowego są następnie podawane
2/2007 str. 139  141
zapobiegających przesterowaniu pracy QG1 może odbiegać nieco od na nóżkę 18 mikrokontrolera typu
[15]  mini VNA  der
i uszkodzeniu detektorów. Przy uży- przestawionej na schemacie często- PIC16F876-20. Szybkość transmisji
kleinste Netzwerka-
ciu dodatkowego układu mostkowe- tliwości 30 MHz, ponieważ w opro- w złączu szeregowym wynosi stan-
nalysator der Welt , T.
Kimpfbeck, DO3MT, CQ-
go analizator może być zastosowany gramowaniu przewidziano możli- dardowo 57600 bit/s. Otrzymane
-DL 2/2007 str. 95-97
do pomiarów dopasowania anten wość uwzględnienia poprawki. z PC dane sterujące są przekazy-
[16]  Ergänzung zum
lub innych dowolnych dwójników Częstotliwość wyjściowa synteze- wane następnie z wyjścia RC0 (n.
Beitrag mini VMA auf
w szerokim zakresie częstotliwo- ra jest zadawana przez mikrokontro- 11) mikrokontrolera do obwodu
dem Labortisch   , dost.
ści. Przedstawione dalej dodatkowe ler (IC1) za pomocą 32-bitowego sło- syntezera (n. 25). Transmisja da- w witrynie [4]
układy pozwalają na zastosowanie wa sterującego. Teoretycznie może nych do syntezera odbywa się syn- [17] krzysztof.dabrow-
[e-mail]  adres
go jako prostego analizatora widma ona leżeć nawet w zakresie miliher- chronicznie, a niezbędny w tym
OE1KDA
albo miernika parametrów kwarców. ców, ale w oprogramowaniu ograni- celu sygnał zegarowy (W_CLK) jest
Generator w.cz. można też użyć czono rozdzielczość do 1 Hz. Sygnał otrzymywany na n. 14 obwodu PIC.
jako VFO, heterodyny odbiornika, wyjściowy syntezera jest podawany Po zakończeniu transmisji na nóżce
wzbudnicy do badania układów poprzez filtr dolnoprzepustowy L1, 13 generowany jest impuls FQ_DU
nadawczych lub kalibratora często- L2, C16, C17, C18 i tłumik R12-R14 powodujący przejęcie danych przez
tliwości. Wykorzystanie harmonicz- na wejście wzmacniacza IC7. War- syntezer.
nych sygnału wyjściowego pozwala tość tłumienia powinna leżeć w za- Użycie syntezera AD9850 lub za-
też (po wymianie filtru dolnoprze- kresie 3 10 dB (opornik R13 należy stosowanie różniącej się podstawy
pustowego na pasmowy) na doko- dobrać w trakcie uruchamiania ukła- czasu wymaga zmiany częstotliwo-
nywanie pomiarów w zakresie UKF. du, tak aby uzyskać możliwie czystą ści granicznej filtru dolnoprzepu-
sinusoidę na wyjściu). Dodatkowo stowego. Elementy filtru dla niektó-
Opis układu
tłumik zapewnia też obciążenie fil- rych częstotliwości granicznych są
Sercem analizatora (rys. 2) jest tru dolnoprzepustowego oporno- podane w tabeli 1.
syntezer cyfrowy (DDS) typu AD- ścią 50 &!. Wzmacniacz dostarcza Zastosowany we wzmacniaczu
9851 firmy Analog Devices wytwa- wzmocnienia 20 dB i jest obciążony wyjściowym (IC7) scalony obwód mi-
rzający sygnały sinusoidalne stabili- kolejnym 50-omowym tłumikiem, krofalowy  MMIC  MSA0886 może
zowane kwarcem. O stabilności ich którego zadaniem jest izolacja jego dostarczyć maksymalnej mocy 12
częstotliwości decyduje stabilność wyjścia od wpływów obciążenia. dBm, a więc dla 10 dBm pracuje on
Åšwiat Radio Paz
dziernik 2007
53
HOBBY PrzyrzÄ…dy pomiarowe
Tab. 1. Elementy filtrów dolnoprzepustowych zacji wejścia MCLR umożliwiają pro-
gramowanie procesora bez wyjmowa-
f[MHz] 60 35 25
nia go z układu poprzez złącze ST5.
L1, L2 [µH] 0,18 0,31 0,44
Mikrokontroler można też umieścić
w podstawce i wyjmować go do pro-
Zw. L1, L2@T20-6* 9 12 14
gramowania  diody D1 i D2 można
Zw. L1, L2@T37-6* 8 10 16
wówczas zastąpić zworami z drutu.
C16, C18 [pF] 60 100 150
Gniazda ST1-1 i ST1-2 służą do
podłączenia detektorów logaryt-
C17 [pF] 100 180
micznego i liniowego, a pozostałe
*Rdzenie T20-6 lub T37-6 firmy Amidon, żółte
ST2, ST4 i ST8 sÄ… przewidziane do
przyszłych uzupełnień.
Tab. 2. Wyprowadzenia na złączu szeregowym Generator QG1 oraz obwody sca-
lone IC1 i IC6 są zasilane napięciem Fot. 1. Prawidłowe położenie obwodu
Gniazdo D9 Sygnał MAX232 wtyk ST3
stabilizowanym 5 V poprzez stabi- AD9851
nóżka 3 TxD nóżka 13 nóżka 2
lizatory IC4 (dla obwodów cyfro-
n. 2 RxD n. 14 n. 3
wych) i IC5 (dla części analogowej -8361 i dla wejściowych napięć leżą-
n. 7 RTS n. 8 n. 5*
syntezera), natomiast wzmacniacz cych w zakresie 0 0,8 Vsk dostarcza
IC7 jest zasilany napięciem niestabi- napięcia stałego od 0 5 V. Napięcie
n. 7 CTS n. 7 n. 4*
lizowanym 12 15 V. Ze względu na to jest podawane poprzez wtyk
n. 5 masa n. 15 n. 1
znaczną różnicę napięcia stabiliza- ST1-2 na wejście analogowe mi-
*nieużywane
tory 5-woltowe są zasilane przez do- krokontrolera (RA1, n. 3). Wybór
Tab. 3. Parametry konfiguracyjne PIC datkowy stabilizator 8 V, dzięki cze- detektora jest dokonywany progra-
mu uzyskano podział mocy traconej mowo, a więc oba mogą być stale
Wejście Znaczenie Otwarcie Zwarcie do masy
w stabilizatorach i uproszczenie ich podłączone do układu analizatora.
RB0 Typ syntezera AD9851 AD9850
chłodzenia. MAX232 jest zasilany Można także dla uproszczenia zre-
RB1 Takt PIC 10 MHz 4 MHz przez oddzielny stabilizator IC3. zygnować z detektora liniowego
i poprzestać na logarytmicznym.
RB2 Szybk. transm. 57600* 38400*
Pomiarowy detektor logarytmiczny
19200+ 9600+
Konstrukcja
Detektor logarytmiczny (rys. 5)
RB3 Oprogramow. standard program Å‚adujÄ…cy
prostuje sygnał mierzony w zakre- Konstrukcja przyrządu składa się
* dla częstotliwości zegarowej 10 MHz
sie  65 do +15 dBm i dostarcza na z trzech obwodów drukowanych.
+ dla częstotliwości zegarowej 4 MHz
wyjściu napięcia stałego leżącego Pierwszy z nich (płytka główna  rys.
już w pobliżu granicy swoich możli- w zakresie 0,5 2,6 V. Jest ono następ- 6) zawiera przedstawiony na sche-
wości i z tego względu konieczne jest nie przez wtyk ST1-1 doprowadzo- macie z rys. 2 układ generatora wraz
zasilanie go napięciem 12 15 V. Prąd ne do 10-bitowego przetwornika z procesorem sterującym, a oba de-
zasilania wzmacniacza wynosi 35 analogowo-cyfrowego zawartego tektory są zmontowane na dwóch
mA. Korzystniejszym ale droższym w obwodzie mikrokontrolera (RA0, identycznych niewielkich płytkach
rozwiązaniem jest użycie wzmacnia- n. 2). Oprogramowanie analizatora drukowanych. Płytki wykonane są
czy o maksymalnej mocy 19 dBm, pozwala na wybór dokładności 8- z dwustronnego laminatu, po jednej
takich jak MAR8, MAV11, ERA4 albo lub 10-bitowej i kalibrację detektora. stronie znajdują się ścieżki, a druga
ERA5. Konieczne jest wówczas także z nich stanowi masę. Wszystkie ele-
dopasowanie poziomu ich wystero- Pomiarowy detektor liniowy menty poza obwodami scalonymi
wania (dobór oporności R13). Przyję- Dodatkowy detektor liniowy w obudowach SMD są umieszczone
ty przez konstruktora poziom sygna- (rys. 6) pracuje na obwodzie AD- po stronie masy, a otwory dla ich wy-
Å‚u pozwala na dobre wykorzystanie
zakresu dynamiki detektorów.
Diody D1, D2 i opornik R3 w ob-
wodzie zasilania procesora i polary-
Rys. 4. Schemat detektora logarytmicznego na obwodzie AD8307
Rys. 6. PÅ‚ytka drukowana generatora w skali 1:1, laminat dwustronny, druga strona stanowi
Rys. 5. Schemat detektora liniowego na obwodzie AD8361 masę. Po stronie ścieżek przylutowane są obwody IC6 i IC7 a pozostałe po stronie masy
Åšwiat Radio Paz
dziernik 2007
54
Rys. 7. Płytka Obwód scalony AD8307 jest
drukowana, dostępny zarówno w obudowie
laminat klasyczne,j jak i obudowie SMD,
dwustronny, dlatego też na płytce drukowanej
druga strona detektora znajdują się ścieżki dla
 montażowa obu wariantów. Punkty lutownicze
 stanowi dla AD8361 sÄ… umieszczone we-
masÄ™ wnÄ…trz obrysu AD8307. Poza tym
oba detektory różnią się jedynie
prowadzeń należy nawiercić tak aby podłączeniem kondensatorów C1
nie dochodziło do zwarcia z masą. i C2 oraz pojemnością C1.
Obwody syntezera i detekto- Obie płytki detektorów (rys. 7)
ra liniowego są dostępne jedynie należy przylutować bezpośrednio
w obudowach SMD, natomiast po- do gniazdek BNC. W połączeniach
zostałe elementy  w postaci kla- detektorów z płytką główną wystę-
sycznej. Elementy są rozmieszczone pują sygnały stałoprądowe dlatego
na płytkach drukowanych dosyć też sposób wykonania i ich długości
luz
no i ich montaż nie powinien nie są krytyczne.
przysporzyć większych kłopotów, Pobór prądu przez płytkę główną
jedynie wlutowanie obwodów SMD wynosi od 150 do 230 mA, a genera-
wymaga szczególnej staranności. tor bez połączenia z PC pracuje do-
Montaż elementów należy rozpo- myślnie na częstotliwości 1,8 MHz.
cząć właśnie od nich. Po starannym Do połączenia analizatora z kom-
umieszczeniu obwodu na płytce puterem służy zwykły trójżyłowy
należy przylutować dwa wyprowa- kabel RS232 (bez połączenia sygna-
dzenia leżące po przekątnej i dopie- łów synchonizujących transmisję
ro po sprawdzeniu prawidowości danych).
ułożenia obwodu można przystąpić Rysunki płytek drukowanych
do przylutowania pozostałych kon- i oprogramowanie analizatora (au-
taktów (fot. 1), stosując niewielkie torstwa DK3WX) są dostępne w In-
ilości cyny (ścieżki powinny być ternecie w witrynach FA [4] oraz
już uprzednio pocynowane). Przed  Świata Radio [5] w postaci archi-
przylutowaniem należy je docisnąć wów Platinen.zip i NWT7zip.zip. .
do płytki za pomocą igły lub szpilki. Szczegółowy opis montażu
Obwód mikrokontrolera najle- i uruchamiania analizatora jest za-
piej umieścić w podstawce, ponie- warty w instrukcji montażowej [7].
waż ułatwia to jego programowa- Wszystkie wymienione dodatkowe
nie na dowolnym programatorze. pliki można także otrzymać pocztą
Mikrokontroler może być także elektroniczną od OE1KDA [17].
programowany bez wyjmowania na podstawie
z układu, ale wymaga to sporzą-  Funkamateur 11,12/2002
dzenia specjalnego kabla. Sposób opracował
programowania mikrokontrolera Krzysztof DÄ…browski OE1KDA
w układzie jest podany w instrukcji
montażowej [7].
Fot. 2. Główna płytka drukowana, do nabycia w najbliższym czasie w sklepie AVT
Åšwiat Radio Paz
dziernik 2007
55