Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 20MHz-Impedanzanalyzer selber bauen?


von Ralf (Gast)


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Hallo,

vorweg möchte ich sagen, dass ich lang am Überlegen war, in welche 
Rubrik das nun gehört, da eigentlich "fast" alles dabei ist. Falls ich 
doch das falsche Forum erwischt hab, möge ein Moderator es bitte passend 
schieben :)

Ich möchte einen Impedanzanalyzer bauen. Frequenzbereich 12-20MHz, 50R. 
Erfassen möchte ich die Impedanz & Phasenlage bzw. Real-/Imaginäranteil. 
Mikrocontrollergesteuert, mit Display & Tastatur/Touch. Die Berechnungen 
sollen im µC laufen. Wie ich die benötigte Genauigkeit einschätzen soll 
weiß ich ehrlich gesagt nicht - was ist den "home-made" realistisch, 
1R/1°?

Falls noch wichtige Angaben fehlen, um das ganze beurteilen zu können, 
bitte fragen.

Ich bin grad am Infos sammeln, wie die entsprechende Messschaltung 
aufgebaut ist. Dabei sind mir verschiedene Lösungen über den Weg 
gelaufen, ich strauchel jetzt dabei, die jeweiligen Vor-/Nachteile bzw. 
die Eignung zu erkennen.

Einige Lösungen verwenden Widerstandsmessbrücken & Mixer. Hier wird mit 
zwei Frequenzen gearbeitet. Andere Implementierungen machen es mit nur 
einer Frequenz, dafür dann aber mit einem Transimpedanzverstärker.

Hier mal ein paar Beispiele mit Prinzipschaltungen, die ich gefunden 
habe:
https://rigexpert.com/a-short-review-of-antenna-and-network-analyzers/
Hier finde ich die Prinzipschaltung vom RigExpert AA-230 leicht 
verständlich und sie scheint auch relativ einfach aufgebaut zu sein.

https://literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/5950-3000.pdf (ab Seite 
22)
Die Autobalancing-Bridge-Methode scheint viele Vorzüge zu bieten und 
auch relativ einfach gebaut zu sein.

http://www.sark110.com/theory-of-operation
Eigentlich schon das was ich haben möchte :) Ich würd's direkt kaufen, 
nur leider kann man an der Firmware nix drehen, ich bräuchte noch ein 
paar digitale Ports bzw. I²C und/oder DACs dazu.

Mir ist klar, dass das alles nur Prinzipschaltungen sind und mehr dazu 
gehört, beispielsweise Filter und Verstärker (sieht man im 
letztgenannten Link eigentlich recht gut).

Auf den ersten Blick würde ich mir die Autobalancing-Bridge-Methode aus 
dem Keysight-Dokument schnappen. Vorne ein DDS-Generator + Filter + 
Verstärker. Den Verstärker muss man dann auf 50R anpassen?
Die DDS-Frequenz muss ja wesentlich höher als die größte Messfrequenz 
sein, korrekt? Also mindestens Faktor 10 oder 20, sodass noch wenigstens 
>=10 Werte bei fMax = 20MHz ausgegeben werden? Oder interpretier ich das 
falsch? Wären dann >=100MHz, sportlich im Layout :)
Muss vor bzw. nach dem Tranzimpedanzverstärker noch ein 
Verstärker/Filter dran?

Was denkt ihr? Ist das ein "Lass-es-lieber-sein"-Projekt oder gibt's was 
einfacheres oder hat's ne Chance? Ich bin zugegebenermaßen nicht sehr im 
Layouten von Analogschaltungen bewandert, aber ich würd gern mal so ein 
Gerät aufbauen. Ich könnt auch damit leben, wenn es bspw. einen Shield 
gibt, den ich auf ein Mikrocontrollerboard aufstecken kann, nur leider 
hab ich da nix gefunden.

Ralf

von Ralf (Gast)


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> http://www.sark110.com/theory-of-operation
> Eigentlich schon das was ich haben möchte :) Ich würd's direkt kaufen,
> nur leider kann man an der Firmware nix drehen, ich bräuchte noch ein
> paar digitale Ports bzw. I²C und/oder DACs dazu.
Ich ziehe die Aussage zurück, dass man an der Firmware nix machen kann! 
Offenbar kann man da schon was machen:
http://www.sark110.com/sdk
http://www.sark110.com/commands-interface
Typischer Fall von "man sollte auch alles komplett lesen"... =) Sehr 
interessant, für den Preis von ca. 330,-€ plus ein bisschen Zubehör 
wär's mir das evtl. sogar wert. Das muss ich mal noch genauer anschauen. 
Selbst wenn nun keine Vorschläge für den Eingangsbeitrag kommen, hoffe 
ich, dass auch andere diesen Link nützlich finden.

Ralf

von Hans-Georg L. (h-g-l)


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Falls du es selber versuchen willst ...

Als DDS kann ich dir den AD9910 mit 1Ghz Takt empfehlen, den bekommst du 
beim Chinesen um die Ecke mit Platine für ca 6o€. Bei mir hängt der an 
einem Nucleo F446 Board. Wird über Spi angesteuert.

von Ralf (Gast)


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Hans-Georg L. schrieb:
> Falls du es selber versuchen willst ...
>
> Als DDS kann ich dir den AD9910 mit 1Ghz Takt empfehlen, den bekommst du
> beim Chinesen um die Ecke mit Platine für ca 6o€. Bei mir hängt der an
> einem Nucleo F446 Board. Wird über Spi angesteuert.
Ist notiert, danke :)

Ralf

von Larry (Gast)


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Ich habe hier einen Palstar ZM30. Das ist eine "nachempfundene"
Konstruktion die eine Brueckenschaltung benutzt.

Fuer Messungen um die 50 Ohm herum, ist er fuer mich genau genug.
Auf ein Ohm genau schafft man damit schon.

Wenn du dir das Leben nicht extra schwer machen willst, bleib
erstmal bei deinen 20 MHz wobei wenn die DDS 30 oder 60 MHz mitmacht,
ist das auch noch relativ unproblematisch.

Wenn man mit dem ZM30 Diagramme erzeugen will, geht das mit einer
PC-Software. Die wuerde ich auch immer noch einem Winzdisplay
vorziehen.

von Hp M. (nachtmix)


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Ralf schrieb:
> Ich möchte einen Impedanzanalyzer bauen. Frequenzbereich 12-20MHz, 50R.
> Erfassen möchte ich die Impedanz & Phasenlage bzw. Real-/Imaginäranteil.
> Mikrocontrollergesteuert, mit Display & Tastatur/Touch. D

Gibts für kleines Geld doch fertig. Nennt sich nanoVNA.

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