Измерительный прибор OSA103 Mini

[Sergey_gh]

Представляю свою новую разработку - универсальный измерительный прибор - USB приставка к компьютеру OSA103 Mini. Прибор совмещает функции осциллографа, генератора, частотомера, анализатора спектра, векторного анализатора цепей, векторного антенного анализатора, измерителя LC, рефлектометра, SDR приёмопередатчика.

Краткое описание.

Осциллограф.
1 аналоговый + 4 цифровых канала + виртуальный аналоговый канал генератора. Входное сопротивление аналогового канала – 50 Ом, полоса пропускания - 1 Гц .. 400 МГц (только закрытый вход). Частота дискретизации аналогового канала в реальном времени - 200 МГц, в стробоскопическом режиме - 10 ГГц. Базовая входная чувствительность - 0.1 В/Дел. Цифровые каналы с настраиваемыми в широких пределах пороговыми уровнями и нетипично высокой для данного класса устройств частотой дискретизации в реальном времени - 1.6 ГГц.


Генератор.
Функциональный генератора 0.001 Гц .. 50(100) МГц (до 50 МГц – с неравномерностью АЧХ менее 0.5 дБ). Отключаемая коррекция sin(x)/x. Модуляция АМ, ЧМ, ФМ, суммирование сигналов и дополнительный встроенный генератор модулирующего сигнала 0.001 Гц .. 100 МГц, качание частоты синхронно с развёрткой осциллографа. Генератор импульсов 5 нс – 5 с, генератор шума и генератор произвольной формы со скриптовым языком описания осциллограмм.


Частотомер.
Электронно-счётный аппаратный частотомер работающий со входа любого канала, а также по условию синхронизации осциллографа. 8 разрядов в режиме измерения частоты. Постоянная относительная точность измерения частоты во всём диапазоне (reciprocal counting). Режим счёта импульсов и измерения периода. Термокомпенсированны й подстраиваемый системный тактовый генератор устройства (VCTCXO) c точностью лучше 1 PPM.


Анализатор спектра.
Принципы работы - БПФ, комбинированное многочастотное БПФ с формируемой спектрограммой до 1 ГГц. Настраиваемый размер, 9 оконных функций, усреднение и масштабирование. Выбор единиц измерения по вертикали для измерений в цепях с разным импедансом. Алгоритм точного измерения частоты и уровня максимума. Чистый собственный спектр (без паразитных внутренних спектральных составляющих). Технология Subtractive Dither.


Векторный анализатор цепей.
Принципы работы - ГКЧ и следящий синхронный цифровой квадратурный приёмник. Измерение коэффициента передачи четырёхполюсников. Амплитудная и фазовая характеристики. Линейный и логарифмический масштаб, настраиваемый диапазон. Калибровка с учётом соединительных кабелей (амплитудная и фазовая нормализация). Возможность работать в качестве анализатора спектра. Диапазон частот 100 Гц .. 100 МГц. Динамический диапазон (10 КГц .. 60 МГц) – >90 дБ.


Векторный антенный анализатор.
Принципы работы – ГКЧ и следящий синхронный цифровой квадратурный приёмник. Измерение комплексного импеданса подключенной цепи по методу shunt-thru. Диапазон частот – 10 КГц .. 100 МГц. OSL калибровка и "математическое вычитание" соединительного кабеля. Измерение (вычисление) КСВ, Return Loss для кабелей (линий) с Zo = 25, 50, 75, 100 Ом. Вычисление и построение графиков КСВ, Return Loss, Q, Rs, Xs, |Z|, Фаза Z, Rp, Xp.


Измеритель LC.
Диапазон измерения ёмкости - 0.5 пФ .. 30000 мкФ
Диапазон измерения ESR (C > 0.5 мкФ) - 50 мОм .. 1 КОм
Диапазон измерения индуктивности - 50 нГн .. 3 Гн


SDR приёмопередатчик.
Прибор может работать в качестве приёмопередатчика (DDC/DUC трансивера) совместно с программами цифрового радио поддерживающими протокол Winrad. Режим передачи реализован в самом приборе и требует подключения внешнего микрофонного усилителя. Тестировалось с HDSDR, SDRuno, SDRSharp ver 1361, Zeus Radio, SDRSharper. Режим передачи полностью поддерживается в HDSDR. Частично (нет автоматического выбора модуляции передачи) в SDRuno и SDRSharp ver 1361. Подробнее в отдельной теме "DDC/DUC трансивер на базе OSA103 Mini."

Обновления программного обеспечения.

Инструкция по установке и обновлению ПО находится на 6 странице описания.


3.08. Следящие маркеры, контекстные меню #49
3.09. Диаграмма Вольперта-Смита #736
3.10. Ввод частоты и уровня генератора цифрами #831
3.11. Уровень в dBm, CSV для АА #1030
3.12. Расширение частотного диапазона #1170
3.13. Настройка смещения частоты приёма и асинхронный Fs режим ИАЧХ #1256
3.14. Отображение мощности и внешние аттенюаторы #1308
3.15. Клавиши быстрого доступа. Внешние пробники, Zo для АА. #1503
3.16. Маркерные измерения БПФ, частотомер, шрифт, цвета. #1731
3.17. Расширение частотного диапазона, подключение ADF4351. #1909
3.18. Управление обзором ИАЧХ, АА. ВЧ частотомер, прибор без перемычек. #2061


Обновления ПО для работы с программами SDR радио (ExtIO_Osa.dll).
3.01. DDC приёмник (стартовая версия) #56


Далее в теме "DDC/DUC трансивер на базе OSA103 Mini."


3.02. Режим передачи. Исправления и улучшения в режиме приёма #57
3.03. Окно управления, компрессор речевого сигнала #86
3.04. Поддержка режима передачи для SDRSharp 1361 #102

Дополнительная информация.

1. Высокоомный пробник #20, #1378
2. Умножитель частоты (расширение частотного диапазона ИАЧХ) #1212
3. Корпус из оргстекла #51, #1367

Во вложениях: описание программы (для версии 3.07), топология печатной платы, сборочный чертёж, принципиальная схема, программа (версия 3.07), драйверы и прошивки (Windows & Linux), описание примеров применения, примеры применения. Выложенное программное обеспечение и прошивки полнофункциональные, но устройство защищено от тиражирования. Желающие самостоятельно собрать для личного использования обращайтесь в личку.

Обновление от 06.02.18
Osa103_v3_18.zip

[Sergey_gh]

У меня созрело предложение по развитию функционала

Спасибо предложение. Я об этом уже думал. Возникает ряд сложностей с правильной реализацией этого. Генератор же позволяет получать не только синусоидальные сигналы. И если с уровнями двухтонального сигнала ещё можно разобраться откорректировав каждый тон по отдельности в соответствии с его частотой, то как быть с модуляциями? Скажем, АМ с несущей 60 МГц и модулирующим сигналом частотой 20 МГц. Синтезировать цифровой фильтр обратный аппаратному? Слишком сложно. Также определённые сложности есть с быстрым свипом по частоте с поддержанием амплитуды. Это значит, что корректирующая таблица должна быть в FPGA c интерполятором и всем вытекающим...
Пока не вижу внятного решения, но и не отбрасываю эту идею окончательно. Так ведь ещё можно откорректировать и разброс уровня до 50 МГц. Он небольшой, обычно менее +-0.3 дБ, но всё же...

например, при настройке широкополсных трактов осциллографов, как в моем случае

Для тестирования качества аналогового тракта осциллографа, на мой взгляд, лучше подойдут прямоугольные импульсы. Качественно сформированные и с высокой крутизной фронтов. Переходная характеристика тракта сразу будет видна и это даст больше информации, чем наблюдение чистого синуса. Попробуйте на выход Осы подключить формирователь прямоугольных импульсов на скоростной логике LVC или AUC. И амплитуда стабильна, и форма близка к идеалу при правильной разводке и подключении.

когда выход генератора нагружен не только на 50-омный вход Осы, но и еще на что-то (в моем случае - на щуп настраиваемого осциллографа)

Обратите внимание, что стандартный высокоомный щуп принято тестировать подключая его к цепи с импедансом 25 Ом. Т.е. выход генератора нужно нагрузить резистором 50 Ом и к этому резистору уже подключать щуп. В этом случае срез -3 дБ из-за входной ёмкости щупа порядка 15 пФ будет на частоте более 400 МГц.

[rw4hcl]

Sergey_gh, приобрету прибор оса с SMA разъёмами каи условия сообщите

[sgk]

rw4hcl
Зайдите на первую страницу и прочитайте о приобретении, в этой ветке обсуждение технических вопросов.

[EW4RF]

Господа позвольте вопрос немного глупый: при изменении в программе уровня выходного сигнала с генератора изменяется уровень генератора или изменяется уровень чувствительности входной группы?

[RV3DLX]

генератора изменяется уровень генератора или изменяется уровень чувствительности входной группы?

Естественно изменяется выходной уровень генератора. Иначе, кому такой генератор нужен.
Юрий.

[nikola1]

Выходной уровень будет зависеть от нагрузки на выходе генератора. На панели генератора видим уровень ,который мы выставили и от нагрузки он не меняется (можете замкнуть выход и убедиться, что показания не изменятся). Чтобы проконтролировать реальное напряжение, на выход подключаем осциллограф, переключив его входное сопротивление на 5 кОм.

[RV3DLX]

Естественно, выходной уровень генератора зависит от сопротивления нагрузки, которая подключена к его выходу. Поскольку, как указано в описании, выходное сопротивление генератора 50 Ом, то значения выходного уровня на панели генератора справедливы при нагруженном выходе на 50 Ом. Там может быть отображено значения среднеквадратичного уровня (Vrms) или значение уровня в dBm, в зависимости от того установлена ли галка в окошке "Уровень генератора в dBm". Ну и конечно при этом должна стоять галка в окошке "уровень генератора на 50 Ом".
Юрий.

[nikola1]

Мы не всегда знаем сопротивление нагрузки, лучше проконтролировать какой уровень идёт с генератора при подключённой нагрузки.

[RomaBr]

Коллеги!

Подскажите, пожалуйста, чем на плате OSA103mini чревата замена U6 74LVC1GU04 на 74LVC1G04 (без буквы U) ?
Я понимаю, что с буквой U - это "Unbuffered inverter" и задержка на вентиль меньше, но критично ли это в данном узле?

[Вячеслав Б]

Коллеги подскажите пожалуйста. Пишу здесь так как не нашёл информации. Проблема вот в чём. мне пришлось переустановить виндоус 10 и после запуска осы у меня пропали движки регулировки частоты, уровня. Нет движка под экраном. программа видит сигнал, измеряет, выдаёт генератор, но управлять я ни чем не могу. Что делать с этой проблемой. На этом форуме 470 страниц и просто не реально их все читать и искать чёрную кошку в тёмной комнате особенно если её там нет. Буду очень благодарен. Спасибо.