LibreVNA Яна Кебериха — это аппаратный векторный анализатор цепей USB (VNA) с открытым исходным кодом, основанный на FPGA Spartan-6, микроконтроллере STM32 и радиочастотной схеме с чипами MAX2871 и Si5351C. Векторный анализатор цепей с открытым исходным кодом поддерживает два канала и работает в диапазоне частот от 100 кГц до 6 ГГц.
Векторные анализаторы цепей — это дорогостоящее электронное испытательное оборудование, используемое для измерения амплитуды и фазы высокочастотных электрических сетей, стоимостью несколько тысяч долларов. Они обычно используются в радиочастотной (РЧ) и микроволновой технике. В прошлом году мы писали, что Pico Technology выпустила программное обеспечение PicoVNA 5 для Linux, Raspberry Pi и macOS вместо того, чтобы предоставлять только программу Windows для своих коммерческих устройств PicoVNA. Мы думали, что это уже хорошая разработка, даже если устройство с закрытым исходным кодом, но LibreVNA полностью использует аппаратный дизайн с открытым исходным кодом: файлы проектирования оборудования, код FPGA, прошивка STM32 и программное обеспечение для ПК (GUI) – все с открытым исходным кодом.
Технические характеристики оборудования LivreVNA:
- FPGA – Spartan6 FPGA обеспечивает связь с радиочастотными блоками и осуществляет выборку АЦП.
- MCU – микроконтроллер STM32G431 управляет настройкой развертки в FPGA, извлекает и предварительно обрабатывает измерения и передает их через USB.
- Хранилище — флэш-память для битового потока FPGA. Микроконтроллер также может получить доступ к флэш-памяти, поэтому не требуются никакие аппаратные средства, связанные с FPGA (например, программаторы JTAG), и все можно обновлять через USB.
- Источники синхронизации
- Тактовый генератор Skyworks Si5351C обеспечивает все необходимые тактовые сигналы и служит источником стимула для частот ниже 25 МГц. Его опорная частота представляет собой либо кристалл 26 МГц, либо внешний сигнал 10 МГц.
- Аналоговое устройство MAX2871 является источником стимула для частот выше 25 МГц, его выходной сигнал слегка фильтруется для уменьшения количества гармоник и может регулироваться примерно в диапазоне от -42 до -10 дБм с помощью цифрового аттенюатора (RFSA3714).
- После усилителя TR37A73 сигнал разделяется
- Более слабая его часть подается на опорный приемник.
- Более сильная часть сигнала может быть направлена на любой порт, каждый из которых имеет 2х радиочастотных переключателя, используемых последовательно для достижения более высокой изоляции между портами.
- Оба порта имеют полностью разделенные пути приема для одновременного измерения двух параметров (S11 и S21 или S22 и S12).
- Каждый приемник состоит из двух преобразователей с понижением частоты. 1.IF работает на частоте 60 МГц, 2.IF — 250 кГц.
- АЦП производят выборку конечной ПЧ с разрешением 16 бит при частоте 800 кГц.
- Источник питания — 5 В через порт USB-C или внешнее напряжение 5 В постоянного тока.
Блок-схема
Крупный план блок-схемы RF LibreVNA
Ян объясняет, что плата LibreVNA — это просто радиочастотный интерфейс с некоторой вычислительной мощностью, используемый для захвата данных и отправки их на хост через USB. Фактическая обработка данных выполняется в приложении для ПК LibreVNA-GUI со встроенными двоичными файлами, доступными для Windows, Ubuntu, macOS и даже Raspberry Pi 5. Это означает, что вы можете опробовать его без платы, просто импортировав примеры измерений.
Мы попробовали это на ноутбуке с Ubuntu 22.04, и после установки некоторых дополнительных зависимостей программа смогла запуститься.
|
1 2 3 4 |
sudo apt install libqt6widgets6 libqt6svg6 libqt6network6 qt6-wayland unzip LibreVNA-GUI-Ubuntu-v1.5.0.zip ./LibreVNA |
Мы также могли импортировать примеры измерений (папка «Документация/Измерения») в LibreVNA-GUI, но почему-то данные не отображались… Вот один из примеров измерений на снимке экрана, предоставленном разработчиком.
Он также может служить генератором сигналов или анализатором спектра. Радиочастотные инженеры могут найти решение интересным и получить доступ ко всем ресурсам, чтобы начать работу или создать свои собственные на GitHub. Проект не совсем новый, поэтому оборудование можно приобрести на Amazon или Aliexpress по цене около 500 долларов и выше вместе с корпусом и аксессуарами.
Выражаем свою благодарность источнику из которого взята и переведена статья, сайту cnx-software.com.
Оригинал статьи вы можете прочитать здесь.