Wieso VNA IF Frequenz(en) so tief

Max M. OP #7567221
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Mir ist aufgefallen, dass die VNAs (und auch Spekis) sehr tiefe IF frequenzen verwenden. Zum teil sogar 2 stufig wie (z.b. LibreVNA). Es existieren seit jahren 16bit 1GS/s zu relativ geringen kosten (einige 100EUR). Wenn man die Anforderung auf 16bit 100MS/s runterschraubt liegen diese bereits im budget des LibreVNA. Die entsprechende Filterung kann dann nach belieben und PARALLEL digital vorgenommen werden (bei VNA nur ein Vorteil wenn breitbandig oder zumindest mit mehreren Freq glechzeitig Stimuliert werden kann). Im Spektrum Analyzer betriebsmodus liegen die Vorteile auf der Hand. Der LibreVNA könnte unter Ersatz des STM durch ein SS-USB FTDI oder schneller (auch unwesentlich teurer als der STM) die enorme Rechenleistung des PCs dafür kostenneutral nutzen.

Meine Frage ist daher wieso wird dies so schmalbandig/analog gemacht? (Offentsichtlichtliche Zielsetzung: Produkt aus Sweeptime*Dynamik(Auflösung) maximieren).

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Christian B. #7572806
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Naja, das ist alles nicht so einfach, da gibt es mehrere Probleme:

  1. Bei solchen Spezialgeräten ist der VK gerne mal 10x der EK-Preis der Bauteile. Hört sich jetzt krass an, aber so muss man da kalkulieren, wenn man nicht massivst an Geld verlieren möchte.

  2. Klar, die Idee einfach einen PC als Filter zu verwenden ist toll, aber so performant Daten von USB zu lesen ist nicht trivial. Zur Katastrophe wird es in aller Regel, wenn das dann noch unter Windows laufen soll, weil da die USB-Unterstützung, je nach konkreter Version, irgendwo zwischen "nicht existent" und "hakelig" ist. Dazu neigen manche Windowsnutzer noch Software zu installieren um ihr System langsamer zu machen und das Laufzeitverhalten zu randomisieren. Selbst auf normalen Systemen kann so was schwierig werden, da bei weitem nicht jeder USB-Controller auch wirklich "Super Speed" unterstützt.

  3. Per USB angeschlossene Messgeräte sind extrem schwierig potentialfrei zu bekommen. Und PCs sind meistens relative Drecksschleudern wenn es um Hochfrequenz geht. Du hast da eine gute Chance, dass Du am Ende nur noch Deinen PC misst, und nicht das was Du eigentlich messen wolltest.

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GHz N. #7572861
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Bei solchen Anwendungen ist ein präzises Timing essenziell. Die 100MS/s müssen während der ganzen Erfassungsperiode jitter- und unterbrechungsfrei sein. Das ist direkt via USB kaum zu bewerkstelligen.

Es braucht also zwingend im Gerät selbst einen Controller (bei >100MS/s wird das schnell einmal ein FPGA o.ä. sein müssen), der sich um das Timing und die Zwischenspeicherung der Daten kümmert.

Da sind wir schon beim nächsten Thema: Ein einigermassen schneller und nicht zu kleiner Speicher (vorgegeben durch die gewünschte Frequenzauflösung und Dynamikbereich), muss auch vorhanden sein und möchte ebenfalls verwaltet werden, denn ganz ohne Zwischenspeicherung der Daten wird es nicht klappen.

Dadurch ist man automatisch über dem "very low cost" Budget.

Beim VNA kommt die Generierung eines breitbandigen, durchstimmbaren und kohärent detektierbaren Stimulus als Herausforderung dazu, was sich dann halt nicht mehr einfach mit 2-3 ADF4351 Chips lösen lässt...

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