HX9500.01手持式扫频分析仪全部开源
虎哥2012/01/04电子技术 IP:上海
HX9500.01手持式扫频分析仪是KC为无线电爱好者开发的实用仪器,计划实现的功能有:

1、天线驻波测试;
2、滤波器幅频特性测试;
3、简易的频谱显示;
4、频率计。

它的频率范围是1MHz~1000MHz连续,覆盖了主要业余频率,能够调试从短波直到UHF频段的电台天线,以及调试滤波器、双工器,测试馈线损耗以及做场强仪使用。这款仪器功能适合无线电爱好者的需求,结构简单,价格低廉,显示直观,可以作为无线电爱好者的必备仪器。

HX9500.01的框图如下:

HX9500-1小.png

HX9500在2010年10月立项,KC投资,开发人是无线电爱好者。由于实际制作的指标一直达不到KC的要求,故没有投产。原开发人员进行了旷日持久的改进,拖了整整一年也没完成(怀疑是故意的)。最后,开发负责人(无线电爱好者)突然“失踪”,随后另立门户,导致KC的研发投入和教学培训投入全部报废,还在业内制造了恶劣的社会影响。该事件是KC进行人力资源体制整顿的直接原因。

在研制9500的同时,同步制造了一个简化版本。简化版和HX9500.01相比,缺少混频器和中频电路,采用宽带检波,因此不具备频谱显示功能,其测试带阻滤波器时的可用动态范围减少至约40dB(即不能用于双工器调整)。虽然损失了一些功能,但是成本大幅降低,功能符合普及需求。

简化版的技术指标如下:

频率范围:1~500MHz
输出功率:约10dBm
检波范围:约-70~10dBm
谐波限值:-40dB(137~500MHz)
          -10dB(1~10MHz)
          -20dB(10~137MHz)
驻波桥等效方向性:30dB(100MHz以下)
              20dB(100~500MHz)
动态范围:60dB(测试带通滤波器,谐波正好位于阻带时)
          40dB(测试带阻滤波器,137MHz以上)
          导致动态范围缩小的主要因素是谐波,因此符合谐波限值指标。
频率容差:50ppm/a
频率步进:1Hz(1~137MHz)
          4350支持的最小步进(137~550MHz)
带内波动:10dB(out端口)
                 6dB(in端口)
不确定度:无规范
耗电量:约1A,采用锂电池供电,约能工作2小时。

简化版采用1只普通晶体,1片ADF4350和1片AD9951做本振。当频率低于137MHz时,用DDS作为振荡器。当频率高于137MHz时,用PLL做振荡器。ADF4350本是2.2~4.4GHz的集成PLL震荡器,靠内部分频得到137~550MHz输出。DDS的输出经多个带通滤波器分段滤波,经PIN管与PLL的输出选通合路,再经ALC稳幅放大器放大,通过驻波电桥输出。

输入端口有两个,一个端口外置,用于S21幅频特性测量。另一个端口接驻波桥的不平衡输出端。两个端口均送到AD8307进行对数均值检波,检波结果经低通滤波,送到单片机的两个A/D端口。

驻波电桥由三个50欧左右的电阻和一个传输线变压器组成,待测天线构成第四个电阻。电桥平衡时,传输线变压器的不平衡端理论上无输出信号,电桥不平衡时,则根据不平衡的程度输出不同幅度的信号。

单片机处理收到的检波信号,显示在彩色液晶显示屏上。工作时,CPU控制DDS或者PLL连续的进行频率扫描,并同步记录检波值,在显示屏上即可得到回波损耗和幅频特性。扫宽(SPAN)较大时,步进将远远大于信号源支持的最小步进,对于某些窄带滤波器,在使用宽SPAN时,可能漏掉整个通带或阻带。

为造福KC网友,现在把简化版的电路图、PCB图、程序源代码全部开源。由于HX9500项目已经终止,因此仅供参考。当然对电路原理有任何见解,可以跟帖讨论。

(图有足够的分辨率,请点击或另存查看大图)

扫频仪-原理图-小.png

扫频仪-主板-正面小.png

扫频仪-主板-背面小.png

扫频仪-底板-正面小.png

扫频仪-底板-背面小.png   


源代码,高手勿喷:


attachment icon KC扫频仪500M第1版.rar 531.38KB RAR 215次下载

HX9500.02的试验电路和源代码已经公布,请猛击:https://www.kechuang.org/t/39593

HX9501.01即将定型,详情了解:https://www.kechuang.org/t/39521
+50  科创币    wacke    2012/01/05 支持开源!
+25  科创币    17620462    2012/01/05 虽然看不懂, 也用不上。。但是太给力了
+9  科创币    ry7740kptv    2012/01/05 虽然俺看不懂,但是觉得一定是好东西~
+1  学术分    ehco    2012/01/04 开源+1,代码等也开源了更nice!
来自:电子信息 / 电子技术
28
 
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~~空空如也
ehco
12年3个月前 IP:未同步
350800
支持完全开源
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虎哥作者
12年3个月前 IP:未同步
350807
HX9500试验时打的各种电路板,这些已经该扔的扔,该进博物馆的进博物馆了。
IMG_0171.jpg
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立棍
12年3个月前 IP:未同步
350808
原来还有更高级版本的, 价钱范围大概多少? 目前我已经买了一个FDF-500
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cool-co
12年3个月前 IP:未同步
350809
支持,可惜只到550m.不是的话能当地面高清频谱测试了。貌似hellocq那边也有一个准备做,多了监听功能。
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立棍
12年3个月前 IP:未同步
350811
代洪波的阉割版本,过一段可能要推出1G的。不过价格也多了几百
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硝化咸鱼
12年3个月前 IP:未同步
350820
求视频
求价格

另  能否推出M头的版本  短波设备几乎没有用N头的
常见的业余UHF设备 用N头的也就八重洲的设备...ICOM 啃木头之类的都是用M头的...[s:220]
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梭鱼
12年3个月前 IP:未同步
350826
我的5~500MHz矢量网络分析仪有人投资没??动态范围>60dB,采用取样变频,中频带宽20kHz,标准的矢网架构!!
+10
科创币
LED
2012-01-05
详细说说?
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keanu131
12年3个月前 IP:未同步
350827
看见露肚子的3r33电源模块了
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warmonkey
12年3个月前 IP:未同步
350846
业余频谱仪/矢量网分和专业机主要区别就在那个YIG本振
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虎哥作者
12年3个月前 IP:未同步
350887
M头只适合于较低频率,严格来说500MHz都悬。对于一个频率上G的仪器,M头不能用了。不过可以标配一个转接头,当用在较低频率时接上。

YIG本振和YIG预选器是商品频谱仪常用的器件。上面说过,如果用PLL或DDS来实现扫频,有个问题是稳定时间长,因此扫描速度难以做得很快,而且这时是间断接收,每次接收相位都不一样。为了提高在宽SPAN时的扫描速度,就只有加大step,这样就会漏掉大部分信号。比如span=1GHz,如果RBW为1KHz,为了不漏掉信号,应该扫至少100万点,此时对于稳定时间500us的PLL电路,需要至少500秒才能扫完一屏,远大于中频滤波器的响应时间,而且数据处理量大。为了提高速度,就要加大step,比如每100KHz取一个点,于是漏掉了99%的频段。YIG一旦校准中心频率,其扫描速度取决于线圈电感,可以做得很快,而且是连续的,相位噪声也容易控制。

随着PLL振荡器技术的发展,原来许多不能达到的要求,现在能达到了,所以在现代频谱仪中,YIG本振的使用越来越少。现在,YIG通常作为高频段的跟踪预选器使用。但是对于网络分析仪,其分辨率取决于频率步进而非中频带宽,测试窄带滤波器时,不论RBW多大,只要step不够小,都会漏掉通带或者阻带。而大span,小step时,点数太多,PLL电路仍然吃不消,YIG还是必须的。

对于一个适用于业余爱好者的仪器,相噪和实时性要求并不高,从成本考虑,应立足于在PLL电路的基础上,想办法提高扫速。对于RBW在10KHz以上的情况,每GHz十万个点(最好20万个),努努力是可以办到的。另一种办法是大SPAN时只准用大RBW,比如再装一组100KHz的中频滤波器用软件控制切换。还可以考虑用数字滤波器来实现窄RBW,将较大带宽的中频(如100KHz)采样后送进FPGA实现窄IF,因为信息并未丢失,所以通过适当的计算方法,可以防止窄RBW时的遗漏。用这些方法能解决全景扫描的问题。
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ry7740kptv
12年3个月前 IP:未同步
350965
请问给TC用的扫频仪结构需要做成这么复杂的么?
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立棍
12年3个月前 IP:未同步
350969
引用第11楼ry7740kptv于2012-01-05 19:24发表的  :
请问给TC用的扫频仪结构需要做成这么复杂的么?


可能主要是给无线电设备使用,测TC参数好像还不是太够,只能最低测到1MHz。
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立棍
12年3个月前 IP:未同步
350972
引用第7楼梭鱼于2012-01-05 08:13发表的  :
我的5~500MHz矢量网络分析仪有人投资没??动态范围>60dB,采用取样变频,中频带宽20kHz,标准的矢网架构!!


需要多少钱?能保本获利吗?
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虎哥作者
12年3个月前 IP:未同步
350974
9500理论上可以工作到100KHz左右,实际上已经非常不准了,主要是DDS在低频噪声巨大,驻波桥也不支持。9501设计可以工作到200KHz,但指标仍然从1M开始。成本所限,必须考虑爱好者的承受能力,售价尽量做到2K以内。

特斯拉线圈貌似频率很少超过1MHz,对于这种低频的测试,应该使用完全不同的办法,制作另一种简单仪器。用无线电仪器来兼顾有点得不偿失。何况阻抗等也与射频系统相差甚远。我觉得高压版可以考虑搞点高压仪器套件。
+1
科创币
ry7740kptv
2012-01-05
了解了~
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hamlan
12年3个月前 IP:未同步
350980
带内波动大了点。考虑端口阻抗是否匹配
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xo304
12年3个月前 IP:未同步
351332
系统供电是KIS3R33。
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bg6iba
12年3个月前 IP:未同步
351692
只有40db的动态 双工器是没法调了
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虎哥作者
12年3个月前 IP:未同步
351700
引用第18楼bg6iba于2012-01-07 23:18发表的  :
只有40db的动态 双工器是没法调了  


是的。当然也可以通过外接带通滤波器的方法提高动态,U/V段的双工,LC滤波器就行,做起来不难。
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radio73
12年3个月前 IP:未同步
353032
引用第5楼2012于2012-01-05 00:26发表的 :
代洪波的阉割版本,过一段可能要推出1G的。不过价格也多了几百  

你不能这么说,谁抄谁的作品,弄这个东西,一个人搞不下来!就凭一个代洪波他完不成系统设计的!搞技术搞精的人,很清楚这里的原委!!
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博海
12年2个月前 IP:未同步
361203
引用第20楼radio73于2012-01-12 17:26发表的  :

你不能这么说,谁抄谁的作品,弄这个东西,一个人搞不下来!就凭一个代洪波他完不成系统设计的!搞技术搞精的人,很清楚这里的原委!!

这玩意不是代洪波开发的,他只是与设计者合作出套件的罢了,相关贴子在哈罗CQ都有,相关文件也有公布,我也有下载了,不过苦于PCB的制作一直没去弄
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edzyj
12年2个月前 IP:未同步
362798
硬件平台重要,软件同样重要。DDS输出低频信号做测试,已经有应用。N2PK 的VNA可以做到0.05M。
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yyhhgg
10年2个月前 IP:未同步
664329
啥情况
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yyhhgg
10年2个月前 IP:未同步
665915
楼主强大,这东西业余也不太合适元件有点贵[s:3]
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jiahuifeng
8年4个月前 IP:湖南
798872
好东西 收藏了 谢谢楼主【【【【【【【【【【
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zjsx8192
7年3个月前 IP:广东
828164
感谢楼主,正有制作扫频仪的想法。
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fsclub1
5年5个月前 IP:陕西
851073

有没有pcb文件直接可以打板啊

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xcreat
5年5个月前 IP:广东
851076

代码写的真不怎么样

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