RF sinyal jeneratörü

[taydin]

Bugün, uzun zamandır beklediğim RF sinyal jeneratörü elime ulaştı. Bu ürünü, üç ay önce Lime SDR ile ilgili araştırma yaparken tesadüfen keşfetmiştim. Lime SDR nin Crowd Funding sitesindeki sayfasını inceliyordum (eğer aranızda bilmeyenler varsa, bu sitenin amacı, yeni proje fikirlerini topluma tanıtmak ve aynı toplumdan direkt olarak finansman sağlamak).

Lime SDR nin sayfasının altında ERASynth diye bir ürün gördüm ve incelediğimde bunun bir RF sinyal jeneratörü olduğunu gördüm. Açıklanan özellikleri gayet iyi görünüyordu ve fiyat da fena değildi. Keysight, Tektronix veya Rohde & Schwartz gibi ürünlerin RF sinyal jeneratörlerinin fiyatları, bir apartman dairesi fiyatı ile yarışırken, 15 GHz'e kadar frekans üretebilen bu cihazın 749 dolarlık fiyatı çok iyi idi.

Daha detaylı inceleyince bu cihazı yapan firmanın, İstanbul'da faaliyet gösteren bir Türk firma olduğunu farkettim! ERA Instruments firmasını hemen aradım. Nihayet bugün cihaz elime geçti

 

[taydin]

Bir micro USB kablo ile cihaza güç verdim. Çıkışını da osiloskoba bağladım. Ve cihazın fabrika çıkışı durumda 1 GHz, 0 dBm sinyal ürettiğini gördüm (ölçülen -0.5 dBm muhtemelen kullandığım kablodan kaynaklanan kayıp ve bir de osiloskobun ölçüm hassasiyeti ile ilgili bir farklılık)

 

[taydin]

Cihazın WIFI ve USB üzerinden kontrol edilebildiğini biliyorum. Ayrıca cihaz daha çok yeni, doküman falan yok ortalıkta

Öncelikle WIFI üzerinden denemek istedim. WIFI anteni taktım ve sonra da android telefonum ile tarama yaptım. ERASynth olarak cihazı buldum. Şifre olarak birkaç olasılık denedim ve "erainstruments" şifresi ile bağlandım ;D

Benim telefona 192.168.1.50 IP adresini verdi. O halde kendisi muhtemelen 192.168.1.1 veya 192.168.1.254 olabilir diye denedim, ama bunlar değil. 100, ve 150 denedim ve en sonunda 192.168.1.150 ile bağlandım. Bütün ayarların yapılabildiği web arayüzüne girdim. Bereket orada şifre falan istemiyor

 

[taydin]

Şimdi artık elimde bir RF sinyal jeneratörü olduğuna göre, benim HP spektrum analizör ile değişik frekanslarda denemeler yapabileceğim.

 

[macellan]

Hocam ben de bu jeneratörü araştırıyordum sizi buldum. Beğendiniz mi performansını?
adf5355 gibi entegrelerle 13GHz'e kadar sinyal üretilebiliniyor. 30 dolara falan dev board'ları da var. Yoksa böyle bir kart alıp kendim mi yapsam diyorum. Çünkü çok iyi dediğiniz fiyat bile pahalı yine de bir tavsiyeniz var mı?

 

[taydin]

Hocam ben de bu jeneratörü araştırıyordum sizi buldum. Beğendiniz mi performansını?
adf5355 gibi entegrelerle 13GHz'e kadar sinyal üretilebiliniyor. 30 dolara falan dev board'ları da var. Yoksa böyle bir kart alıp kendim mi yapsam diyorum. Çünkü çok iyi dediğiniz fiyat bile pahalı yine de bir tavsiyeniz var mı?

Ayarlanan frekansın doğruluğu çok iyi. Bunu frekans sayıcı ile doğrulamıştım. Android bazlı kullanıcı arayüzü biraz buglı idi. Onun yerine ben USB/RS232 dönüştürücü kullanıp picocom ile terminal açmıştım. Sonra da terminal komutları ile rahatlıkla istediğim ayarı yapabilmiştim. Son Android uygulamasının durumunu bilmiyorum belki sorunlar giderilip daha iyi duruma gelmiş olabilir. Ama her halukarda, terminalden kullanman benim hem daha kolayıma geliyor hem de en alt seviyede kontrol sağlamanın verdiği o keyfi yaşıyorum

Şimdiki fiyatı tabi benim verdiğim paranın iki katı. Ben aldığımda daha crowdfunding aşamasında idi.

Bir de frekans spektrumundan görüldüğü gibi biraz fazla harmonik mevcut çıkışta. Ama ben bu testi yaparken cihazı PC'nin USB portundan beslemiştim. Bu cihazdan en iyi verim almanın yolu, çok temiz bir güç kaynağından besleyeceksin. Veya en ideali, bir cep telefonu power pack pili ile besleyeceksin. Böyle yapınca muhtemelen harmoniklerin sayısı azalır. Ama kendim denemedim, bir ara denemek lazım.

 

[taydin]

adf5355 gibi entegrelerle 13GHz'e kadar sinyal üretilebiliniyor. 30 dolara falan dev board'ları da var. Yoksa böyle bir kart alıp kendim mi yapsam diyorum. Çünkü çok iyi dediğiniz fiyat bile pahalı yine de bir tavsiyeniz var mı?

O geliştirme kartlarının tek amacı, ilgili entegrenin özelliklerini ortaya koymak ve deney yapmayı sağlamak. Ama bir RF sinyal jeneratörü olarak düzgün çalışması için birçok ilave şey gerekir. En önemlisi, devre bileşenlerinin birbirinden izole edilmesi lazım. İkincisi RF devrelerinde PCB layout çok kritik. Geliştirme kartında olabilecek en iyi layout teknikleri kullanılmamıştır. Onun dışında bir sorun çıkarsa, mesele bir yerden gürültü geliyor, bu geliştirme kartından mı geliyor yoksa senin devreden mi geliyor emin olamazsın. Ama hazır sinyal jeneratörü alırsan en azından ona güvenirsin.

Böyle geliştirme kartı ile çalışabilmek için bilumum RF ekipmanının elinde olması lazım (yüksek bant genişlikli osiloskop, spektrum analizör vs). Devrede birşeyleri değiştirip bunun nasıl bir etkisini olduğunu görmen lazım.

 

[macellan]

Teşekkürler, anladım demek istediğinizi. Dediğiniz gibi layout konusunda ciddi fark var:

Şurada da bahsettiğim entegrenin şema ve layout'u var:

LO PLL ADF4350 – VHFDesign

vhfdesign.com

Layout ve kalibrasyon dışında bu amatörcü arkadaşların devrelerinde önemli bir eksik özellik var mı sizce?
Üniversitede tezim için kullanacağım, yolun başındayım henüz. O yüzden 1500 dolar vermektense kendim mi uğraşsam diyorum.

 

[taydin]

Tamam da tam olarak davranışı belli olmayan bir devre ile çalışıyor olacaksın. Diyelim 1 GHz, -60 dBm ayarladın. Acaba çıkışta ne var? Gürültü tabanı nerede? Harmoniklerin seviyesi nedir?

Eğer elinde bir spektrum analizör olsa, o zaman AD nin geliştirme kartını veya o sitedeki devreyi yapıp çok güzel deneyler yapabilirdiniz. Çok da öğretici olurdu. Bu arada Siglent SSA3021 nispeten uygun fiyatlı 2.1 GHz lik bir spektrum analizör. Basit bir hack ile de 3.2 GHz'e çıkarılabiliyor. Fiyatı da yurtdışı 1400 dolar gibi.

 

[taydin]

Şurada da bahsettiğim entegrenin şema ve layout'u var:

LO PLL ADF4350 – VHFDesign

vhfdesign.com

Layout ve kalibrasyon dışında bu amatörcü arkadaşların devrelerinde önemli bir eksik özellik var mı sizce?
Üniversitede tezim için kullanacağım, yolun başındayım henüz. O yüzden 1500 dolar vermektense kendim mi uğraşsam diyorum.

Linkte verilen devrenin özellikleri tam olarak açıklanmamış, ama ilk bakışta şunlar farklı:

- ERASynth+ da OXCO var, bu da çok stabil ve doğru bir frekans anlamına geliyor. Sitedeki devrede TXCO var.
- ERASynth+ ın açıklanan faz gürültüsü (phase noise), Keysight'in profesyonel cihazları ile yarışacak seviyede. Ama sitedeki devre için verilen faz gürültüsü çok iyi değil.

Eğer spektrum analizör varsa elinizde, bu farkların çok da önemi olmaz, çünkü limitasyonları biliyor olursunuz ve ona göre deneyleri yaparsınız. Mesela harmonikler çoksa, bir low pass filtre ile bunları gerektiği kadar bastırırsınız. Ama spektrum analizör olmadan bu devrenin çıkışında ne var hiçbir fikriniz olmayacak.

 

[ckocagil]

Evaluation boardların da datasheetleri oluyor. Harmonikler ve phase noise ilk bakılması gereken şeyler. Harmonikleri bastırmak için çıkışa filtre eklemeyi deneyebilirsiniz (mesela YIG filtre). TCXO çıkarılıp OCXO takılabilir: eBay veya Çin'deki sitelerden ikinci el OCXO kovalayabilirsiniz. Veya TCXO ile bir GPSDO yapılabilir ama bu apayrı bir proje olur.

Ama şöyle düşünün, RF zaten zor bir konu. 1 GHz'in bu kadar üstünde, mikrodalga kategorisindeki sinyaller ile uğraşmak ayrı bir uzmanlık gerektiriyor. 13 GHz demişsiniz. Bu hızlarda artık FR4 PCBdeki fiber örgü bile karakteristik empedansı etkileyecek: PCBdeki yatay, dikey, çapraz yollar farklı empedansta olacak. Bağlantı kablosunu bükmek dahi sinyalde yansıma yapacak. Eğer bunları öğrenmeye niyetliyseniz (ki ben çok isterdim oturup güzelce, deneye deneye mikrodalga öğrenmeyi) bu işe girmeyi düşünebilirsiniz.

(Üniversitede bu ekipmanlar yok mu yahu?)

 

[macellan]

Linkte verilen devrenin özellikleri tam olarak açıklanmamış, ama ilk bakışta şunlar farklı:

- ERASynth+ da OXCO var, bu da çok stabil ve doğru bir frekans anlamına geliyor. Sitedeki devrede TXCO var.
- ERASynth+ ın açıklanan faz gürültüsü (phase noise), Keysight'in profesyonel cihazları ile yarışacak seviyede. Ama sitedeki devre için verilen faz gürültüsü çok iyi değil.

Eğer spektrum analizör varsa elinizde, bu farkların çok da önemi olmaz, çünkü limitasyonları biliyor olursunuz ve ona göre deneyleri yaparsınız. Mesela harmonikler çoksa, bir low pass filtre ile bunları gerektiği kadar bastırırsınız. Ama spektrum analizör olmadan bu devrenin çıkışında ne var hiçbir fikriniz olmayacak.

Elimde spektrum analizör var.

Evaluation boardların da datasheetleri oluyor. Harmonikler ve phase noise ilk bakılması gereken şeyler. Harmonikleri bastırmak için çıkışa filtre eklemeyi deneyebilirsiniz (mesela YIG filtre). TCXO çıkarılıp OCXO takılabilir: eBay veya Çin'deki sitelerden ikinci el OCXO kovalayabilirsiniz. Veya TCXO ile bir GPSDO yapılabilir ama bu apayrı bir proje olur.

Ama şöyle düşünün, RF zaten zor bir konu. 1 GHz'in bu kadar üstünde, mikrodalga kategorisindeki sinyaller ile uğraşmak ayrı bir uzmanlık gerektiriyor. 13 GHz demişsiniz. Bu hızlarda artık FR4 PCBdeki fiber örgü bile karakteristik empedansı etkileyecek: PCBdeki yatay, dikey, çapraz yollar farklı empedansta olacak. Bağlantı kablosunu bükmek dahi sinyalde yansıma yapacak. Eğer bunları öğrenmeye niyetliyseniz (ki ben çok isterdim oturup güzelce, deneye deneye mikrodalga öğrenmeyi) bu işe girmeyi düşünebilirsiniz.

(Üniversitede bu ekipmanlar yok mu yahu?)

Mikrodalgaları teorik olarak biliyorum ama tasarım konusunda tecrübem olmadı hiç. Ama zaten her şey entegre olmuş. Datasheet'e ve bir kaç kurala dikkat edilirse çok zor olmaz gibi duruyor. @taydin 'in dediği gibi, spektrum analizör kritik tabii. O yüzden tecrübeli insanların fikirlerini öğrenmeye çalışıyorum. Şu kartı sipariş verdim, bakalım ne yamuklukluklar çıkıcak:

35MHz-4.4GHz RF Signal Frequency Synthesizer ADF4351 Development Board UK | eBay

Output Frequency Range: ADF4351: 35M-4.4G. 35MHz-4.4GHz RF Signal Frequency Synthesizer. Signal Output Connector: SMA female. Default + -50ppm 25M active crystal oscillator. Circuit diagram in PDF format and STM32 test program are provided.

www.ebay.co.uk

Üniversitede var ama küçük, taşıması kolay bir cihaza ihtiyacım var.

 

[taydin]

Yapmak istediğin bir RF proje var mı yoksa belli deneyleri yapmak için mi sinyal jeneratörü almak istiyorsun?

 

[ercanersoy]

@macellan Teziniz için sadece istediğiniz frekansları üreten bir devre kullanılabilir mi? Eğer kullanılabilirse bu devreyi kendiniz tasarlayabilirsiniz.

 

[macellan]

Yapmak istediğin bir RF proje var mı yoksa belli deneyleri yapmak için mi sinyal jeneratörü almak istiyorsun?

Dielektrik malzemelerin permitivitelerini ölçüp, ona uygun frekansta malzemeleri ısıtmak istiyorum. Esas yapmak istediğim şey bu.

@macellan Teziniz için sadece istediğiniz frekansları üreten bir devre kullanılabilir mi? Eğer kullanılabilirse bu devreyi kendiniz tasarlayabilirsiniz.

Bantgenişliği ne kadar yüksek olursa o kadar iyi.

Deneyleri farklı yerlerde yapacağım için, küçük ve ucuz bir şey arıyorum. Okuldakini götürme şansım yok. Hem küçük olursa tüm sistemi kompakt bir hale getirebilirim. Şunun gibi bir şey arıyordum aslında Türklerinkini bulmadan önce: https://vaunix.com/lsg-602-digital-signal-generator/
Projenin bütçesi de var ama aldığım VSG ciddi bir avantaj sağlamayacaksa kendim yapıp o bütçeyi başka şeylere harcamayı tercih edeceğim.

 

[taydin]

Isıtma için yüksek RF gücü gerekir. Mesela mikrodalga fırınlarda magnetron kullanılıyor.

 

[macellan]

1-2W yeterli benim için. Şu tarz bir amplifier kullanacağım: https://www.minicircuits.com/pdfs/ZVE-8G+.pdf

 

[taydin]

1-2W yeterli benim için. Şu tarz bir amplifier kullanacağım: https://www.minicircuits.com/pdfs/ZVE-8G+.pdf

Çok güzel devreleri var o firmanın. Ama şu bizim gümrük belasına oradan birşeyler almaya korkuyorum

Ama senin üniversite projesi olduğu için hiç sıkıntısız gümrükten geçirebilirsin.

 

[macellan]

Ben de hep görüyorum, çok popüler mini circuits.
Bahsettiğim entegreyle yapılmış bir çok tez de varmış. Şunun gibi, belki işine yarayan olur: https://fenix.tecnico.ulisboa.pt/downloadFile/281870113703178/Dissertacao.pdf

 

[taydin]

Ben de hep görüyorum, çok popüler mini circuits.
Bahsettiğim entegreyle yapılmış bir çok tez de varmış. Şunun gibi, belki işine yarayan olur: https://fenix.tecnico.ulisboa.pt/downloadFile/281870113703178/Dissertacao.pdf

Okumaya başladım. Çok güzel bir tez çalışması yapmış. İşi gerçekten öğrenerek okuldan mezun olmuş.