Computer & RF Technology

DDS AD9859とGNURadioでVNAを作ってみる(4.RX実装とクリスタルフィルタの測定)

さて、諸処あってVNAの作業は1月末から放置していましたがちょっと再開しました。まずは先延ばしにしていたRXの実装を完了させてしまいます。ここを先延ばしにしていたのは二つ目のDDSの出力をモニターするのに基板上のSMAコネクタを流用していたからです。動作も安定してきたので実装してしまうことにしました。DBM(SA612)とOPアンプ(TL2462)とSPDTスイッチ(ADG719)と若干のCRのみですのですぐ終わります。

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実装後各部分をオシロで確認しましたが、ちょっとゲインがオーバ気味(TXの出力をスルーで入れた場合に、IFが2Vpp程度ある)のようです。とりあえずこのまま様子を見ることにしました。歪みを考慮して後で少しゲインを下げたほうが良いと思います。

ソフトウェアの側は、SPDTスイッチの制御を行うように追加しました。これでS11とS21を切り替えて観察することができるはずです。

S21の挙動を観察できるようになったので、サンプルとして21.4MHzのクリスタルフィルタの特性を見てみました。強引ですがTX,RXポートにクリスタルフィルタを直接接続してしまいます。
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リード部品を接続するために、先端に2ピンのレセプタクルとSMAコネクタを取り付けた、短い同軸を作っておきました。意外にこれが便利です。基板から信号を取り出したりするのにも使えそうです。ピンが通り抜けるので長いリードなら複数のヘッダを同時に接続できます。クリスタルフィルタはこれを2本使って接続しました。

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狭帯域フィルタですので21.4MHzの周辺+-100kHzでスイープしてみました。

$ ./vnaplot -s 21.301e6 -e 21.499e6 -n 200 -t

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50Ωに直接つないでしまったのでインピーダンスが合っておらず、フラットトップになっていませんがそれっぽい特性が得られています。きちんとインピーダンス変換を行えば本来の特性が得られると思います。位相がパスバンドの両端でぐるりと回っている様子もわかります。グラフの縦軸は一目盛が20dBですので、フロアから60dB立ち上がっています。

とりあえず動作しているようです。続いてVNAの周波数レンジの拡大について書きますが、これは長いので次の記事にします。

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