ANALISADORES DE ESPECTRO TINY SA E TINY SA ULTRA
- tinySA
- Tamanho da tela 2,8 polegadas
- Analisador de espectro com duas entradas, entrada MF/HF/VHF de alta qualidade para 0,1MHZ-350MHz, entrada UHF de qualidade inferior para 240MHz-960MHz ou
- Gerador de sinal com duas saídas, saída de onda senoidal para 0,1MHz - 350MHz e saída de onda quadrada para 240MHz-960MHz quando não usado como analisador de espectro.
- Filtros passa-banda de resolução comutável para ambas as faixas entre 2,6 kHz e 640 kHz
- Visor colorido mostrando 290 pontos de varredura cobrindo toda a faixa de baixa ou alta frequência.
- tinySA Ultra
- Tamanho da tela 4 polegadas
- Spectrum Analyzer para 0,1-800MHz ou, com o modo Ultra ativado, 0,1MHz-6GHz
- Gerador de sinal com saída de onda senoidal entre 0,1-800MHz ou onda quadrada ou saída de tom duplo de até 4,4GHz quando não usado como analisador de espectro.
- Filtros passa-banda de resolução comutável de 200Hz a 850kHz
- LNA opcional integrado de 20dB
- Visor colorido mostrando 450 pontos de varredura cobrindo toda a faixa de frequência.
- Atenuador de passo de entrada de 0dB a 31dB (não pode ser usado em combinação com LNA).
- Um gerador de sinal de calibração integrado que é usado para autoteste automático e calibração de entrada (baixa).
- Conectado a um PC via USB, ele se torna um Analisador de Espectro ou Gerador de Sinal controlado por PC
- Bateria recarregável permitindo um mínimo de pelo menos 2 horas de uso portátil
Tabela de comparação de modelos do TinySA
Descrição Técnica do TinySA
O tinySA contém todos os componentes de um analisador de espectro de varredura heteródino convencional.
Os componentes usados no modo de entrada baixa são:
- No modo de entrada baixa, o sinal entra no tinySA através do conector SMA baixo
- Atenuador configurável de 0-31dB para proteger o RX e evitar a distorção harmônica gerada internamente
- Filtro passa-baixo de 350MHz para eliminar aliases
- Um bloco TX que contém o oscilador local para fazer a varredura da faixa de frequência selecionada.
- A chave é usada para ativar a saída de rastreamento para a saída alta, se ativada
- Mixer que mistura a saída do filtro passa-baixo com o oscilador local para criar o IF alto.
- Filtro de passagem de banda em 433,9MHz para o IF alto que elimina esporas e limpa a saída do mixer antes da conversão para baixo.
- Uma chave para rotear a saída do BPF para o RX
- E contendo RX
- Segundo LO e mixer para converter o IF alto para um IF baixo a 870kHz.
- Filtros de resolução selecionáveis entre 3kHz e 600kHz.
- Detector de potência com faixa dinâmica de 120dB após o filtro de resolução.
Os componentes usados no modo de entrada alta são:
- No modo de entrada alta, o sinal entra no tinySA através do conector SMA alto
- Uma chave para rotear a entrada alta para o bloco RX
- Um bloco RX contendo
- LO e mixer para converter a faixa de frequência selecionada para um IF baixo em 870kHz. A supressão do espelho é limitada a 30dB
- Filtros de resolução selecionáveis entre 3kHz e 600kHz.
- Detector de potência com faixa dinâmica de 120dB após o filtro de resolução. Oscilador local que faz o
Os componentes usados no modo de saída baixa são:
- Bloco TX com oscilador local gerando 433,9MHz
- Uma chave para rotear a saída TX para o filtro passa-banda
- Filtro passa-banda removendo os harmônicos do oscilador local de 433,9MHz.
- Segundo TX com oscilador local que determina a frequência de saída.
- Mixer que mistura a saída do filtro passa-faixa com o segundo oscilador local para criar a frequência de saída desejada com harmônicos limitados
- Filtro passa-baixo para a saída baixa para remover produtos indesejados do misturador.
- Atenuador de saída conectado entre o filtro passa-baixo e a saída baixa para reduzir opcionalmente o nível de saída
- O sinal gerado deixa o tinySA através do conector SMA baixo
Os componentes usados no modo de saída alta são:
- Oscilador local que determina a frequência de saída.
- Um amplificador de potência com potência de saída selecionável entre +5dBm e +20dBm
- O switch conecta o amplificador de potência ao conector SMA alto
O gerador de calibração:
- Oscilador de cristal controlado por temperatura de 30MHz
- Divisores selecionáveis para criar 30, 15, 10, 4, 3, 2 ou 1 MHZ
- Driver de saída de tensão fixa
- Atenuador de alta precisão para criar um fundamental de 30MHz de -25dBm em 50 ohm como referência de potência conectado à saída alta.
Especificação do modelo Tiny Sa de 2.8 polegadas
Interface de usuário:
- Resolução da tela 320*240 pixels
- Diagonal da tela 2,8"
- 16 bits por pixels RGB
- Controle de toque resistivo
- Controle do interruptor de jog
- Controle de porta serial USB
- Porta TTL USART opcional no PCB interno
- Fonte de alimentação linear para evitar ruído de comutação.
A especificação de entrada/saída do tinySA é dividida em 4 modos
Especificação do modo de entrada baixa:
- Faixa de frequência de entrada de 100kHz a 350MHz (com algumas limitações até 10kHz)
- Impedância de entrada 50 ohm quando a atenuação de entrada é definida como 10dB ou mais.
- Atenuação de entrada manual e automática selecionável entre 0dB e 31dB em etapas de 1 dB
- Nível de entrada máximo absoluto de +10dBm com atenuação interna de 0dB
- Potência máxima absoluta de entrada de pico de curto prazo de +20dBm com atenuação interna de 30dB
- Potência de entrada máxima sugerida de +5dBm com atenuação interna no modo automático
- Para melhores medições, mantenha a potência de entrada abaixo de -25dBm
- Ponto de interceptação de entrada de produtos de modulação de terceira ordem (IIP3) de +15dBm com atenuação interna de 0dB
- Ponto de compressão de 1dB a -1dBm com atenuação interna de 0dB
- Resolução do detector de potência de 0,5dB e linearidade versus frequência de +/-2dB
- Precisão absoluta do nível de potência após a calibração do nível de potência de +/- 2dB
- Sinal discernível mais baixo em 30MHz usando uma largura de banda de resolução de 30kHz de -102dBm
- Precisão de frequência igual à largura de banda de resolução selecionada
- Ruído de fase de -108dB/Hz no deslocamento de 100kHz e -115dB/Hz no deslocamento de 1MHz
- Estimule a faixa dinâmica livre ao usar uma largura de banda de resolução de 30kHz de 70dB
- Filtros de resolução selecionáveis manualmente de 3, 10, 30, 100, 300, 600kHz. Seleção automática de um dos 57 filtros de resolução.
- Resolução de tela de 51, 101, 145 ou 290 pontos de medição.
- Velocidade de digitalização de mais de 1000 pontos/segundo usando os filtros de maior resolução.
- Otimização automática dos pontos de varredura reais para garantir a cobertura de toda a faixa de varredura, independentemente da largura de banda de resolução escolhida
- Opção de supressão de estímulo para avaliar se certos sinais são gerados internamente ou realmente presentes no sinal de entrada
- Após uma pequena modificação de HW é possível Ouvir o áudio demodulado (somente AM)
Especificação do modo de entrada alta:
- Faixa de frequência de entrada de 240MHz a 960MHz
- A impedância de entrada depende da frequência e desvia de 50 ohm
- Como não há filtro de banda de entrada, sinais de entrada fortes fora da faixa de 240MHz a 960MHz podem causar distorção dos sinais dentro da banda
- Nível de entrada máximo absoluto sem atenuação de +10dBm
- Ponto de interceptação de entrada de produtos de modulação de terceira ordem (IIP3) de -5dBm sem atenuação interna
- Ponto de compressão de 1dB a -6dBm sem atenuação interna
- Resolução do detector de potência de 0,5dB e linearidade versus frequência de +/-2dB
- Precisão absoluta do nível de potência após a calibração do nível de potência de +/- 2dB
- Sinal discernível mais baixo usando uma largura de banda de resolução de 30kHz de -115dBm
- Precisão de frequência igual à largura de banda de resolução selecionada
- Estimule a faixa dinâmica livre ao usar uma largura de banda de resolução de 30kHz de 50dB
- Filtros de resolução selecionáveis manualmente de 3, 10, 30, 100, 300, 600kHz. Seleção automática de um dos 57 filtros de resolução.
- Atenuador de entrada dependente de frequência de 25dB a 40dB opcional. O erro de nível de potência com este atenuador ativado aumenta para +/- 10dB
- Resolução de tela de 51, 101, 145 ou 290 pontos de medição.
- Velocidade de digitalização de mais de 1000 pontos/segundo usando os filtros de maior resolução.
- Otimização automática dos pontos de varredura reais para garantir a cobertura de toda a faixa de varredura, independentemente da largura de banda de resolução escolhida
- Após uma pequena modificação de HW é possível Ouvir o áudio demodulado
Especificação do modo de saída baixa:
- Saída sinusal com harmônicos abaixo de -40dB de fundamental
- Faixa de frequência de saída de 100kHz a 350MHz
- Precisão de nível +/- 2dB em toda a faixa de frequência de saída
- Resolução da frequência de saída 156Hz abaixo da saída de 47MHz ou 312Hz acima da saída de 47MHz
- Nível de saída selecionável em passos de 1dB entre -76dBm e -6dBm
- Modulação AM opcional, FM estreita e FM ampla com frequências entre 50 Hz e 5 kHz ou varredura lenta sobre o intervalo de frequência selecionável
- Varredura de nível de saída opcional no máximo em toda a faixa de nível de saída
Especificação do modo de alta saída:
- Saída de onda quadrada
- Faixa de frequência de saída de 240MHz a 960MHz
- Resolução da frequência de saída 156Hz abaixo da saída de 480MHz ou 312Hz acima da saída de 480MHz
- Nível de saída selecionável em incrementos variáveis entre -38dBm e +9dBm
- Modulação opcional de FM estreito e FM amplo com frequências entre 50 Hz e 6 kHz ou varredura lenta sobre o intervalo de frequência selecionável
Especificação do gerador de referência:
- Saída de onda quadrada opcional com fundamental em -26dBm conectada à entrada/saída alta
- A frequência pode ser ajustada para 1MHz, 2MHz, 4MHz, 10MHz, 15MHz ou 30MHz.
Especificações da bateria:
- Tempo de carregamento máximo de 1 hora na porta USB mínima de 500mA ou carregador USB
- Operação com bateria totalmente carregada por pelo menos 2 horas
Modo ultra do tinySA (modelo grande)
Durante o modo de entrada baixa normal, um filtro passa-baixa na entrada garante a ausência de sinais espelho e spur, mas isso também limita as frequências máximas utilizáveis à banda passa-baixa do filtro passa-baixa (aproximadamente 800MHz). Quando este filtro passa-baixo é removido, o primeiro misturador pode ser usado para frequências muito altas, mas ao lado dos produtos de mistura desejados também serão gerados vários espelhos e esporões. Usando um algoritmo especial que requer medições múltiplas em frequências diferentes, semelhante ao que é usado nos analisadores de espectro Signal Hound USB, é possível eliminar a maioria desses espelhos e esporões para sinais que estão presentes por tempo suficiente para serem medidos várias vezes. Sinais muito curtos ou complexos e sinais de banda larga (maiores que 1MHz) não funcionarão bem com o algoritmo de eliminação de espelho e esporão.
No modo Ultra, o filtro passa-baixa de entrada é ativado automaticamente para todas as frequências dentro da banda passa-baixa do filtro passa-baixa (até um máximo de 750MHz). Para frequências mais altas, o filtro passa-baixo será ignorado e a medição será mais lenta devido às múltiplas medições por frequência necessárias para o algoritmo de eliminação de espelho e esporão.
Além do algoritmo de eliminação de espelhos e derivações, também é possível remover espelhos e derivações usando um pré-seletor externo que passa apenas uma banda de frequência limitada para a entrada. Um exemplo prático desse pré-seletor é um filtro de banda Wi-Fi ou uma antena com largura de banda limitada. Por exemplo, usar uma antena sintonizada na banda WiFi é suficiente para remover a maioria dos esporões e espelhos e permite medições mais rápidas e captura de transmissões curtas para consolidação em um modo de espera máxima para ver a ocupação da banda Wi-Fi.
Com o filtro passa-baixa de entrada desativado, o oscilador local (LO) vazará mais na entrada de RF. Durante medições normais, isso não deve ser um problema, mas um circuito muito sensível conectado à entrada de RF pode ser afetado
A frequência máxima de entrada no modo ultra é limitada a 12 GHz, mas a frequência máxima utilizável é de cerca de 6 GHz. A sensibilidade diminui com o aumento das frequências e é cerca de 10 dB menor acima de 2,5 GHz e 25 dB menor acima de 5,3 GHz. A tabela de correção de entrada corrige essas reduções na sensibilidade até 6GHz. Acima de 6 GHz não há correção dependente de frequência e a sensibilidade cai rapidamente.
Uma varredura completa de 0 Hz a 6 GHz com o algoritmo de eliminação de espelho e esporão ativado leva quase 14 segundos.
A ativação do modo Ultra não tem impacto negativo nas medições abaixo da frequência ULTRA START, portanto, uma vez ativado o modo Ultra, há poucos motivos para desativar o modo Ultra, mas, se necessário, isso também pode ser feito usando o mesmo comando CONFIG/MORE/ENABLE ULTRA. A eliminação de espelho e esporão é desabilitada e habilitada automaticamente quando CONFIG/SPUR REMOVAL é definido como AUTO ([A]). Pode ser desativado manualmente se não for necessário ao usar um pré-seletor definindo CONFIG/SPUR REMOVAL para OFF ([_])
Para resumir a desvantagem de medir no modo ultra:
- Maior tempo de varredura
- Falha ao capturar sinais de duração muito curta
- Falha ao capturar sinais de varredura (por exemplo, de uma vassoura)
- Mostra sinais falsos ao usar com sinais muito complexos ou amplos.
- Maior vazamento de LO do conector de RF
O modo Ultra está desativado por padrão, mas pode ser ativado usando o comando CONFIG/MORE/ENABLE ULTRA usando 4321 como código de desbloqueio. Uma vez ativado, o modo ultra permanece ativado. Às vezes, uma atualização de FW pode exigir a reativação. Ao habilitar o modo ultra, você reconhece que entende e concorda com as limitações do modo ultra.
Execute estas etapas:
- Use um dos cabos SMA fornecidos para conectar a porta baixa à porta alta.
- Ligue o tinySA usando o pequeno botão liga/desliga na parte superior.
- Toque na tela para ativar o sistema de menu e selecione CONFIG e, em seguida, SELF TEST . Se a navegação der errado, use o botão VOLTAR ou desligue e ligue o tinySA para voltar a um estado conhecido. Se tudo correr bem, o autoteste passará em todos os testes e você poderá tocar na tela mais uma vez para concluir.
- Deixe a porta alta e baixa conectada para a próxima etapa
- O próximo passo é fazer a calibração de potência do MODO DE ENTRADA BAIXA. Isso deve ser feito apenas uma vez para uma frequência e não precisa ser repetido antes de cada medição, pois a calibração do nível é muito estável e independente da frequência. No menu CONFIG execute LEVEL CAL . Os indicadores de nível vermelhos na parte superior e inferior devem ficar brancos para indicar que a calibração foi bem-sucedida.
Etapa opcional:
- Fazer a calibração de nível para o modo de entrada alta é um pouco mais complexo, mas claramente explicado neste vídeo
Agora o tinySA está pronto para fazer medições.
Conecte algum sinal de entrada à entrada baixa e volte ao menu INPUT , você pode selecionar qual entrada usar no menu MODE , selecione LOW INPUT ou HIGH INPUT .
AVISO!!! . O sinal de entrada deve estar abaixo de +10dBm caso contrário o tinySA pode ser danificado. Use um atenuador externo ao tentar medir sinais com níveis de potência mais altos.
AVISO!!! . Ambas as entradas podem tolerar no máximo 10 Volt DC. Tensões mais altas podem danificar as entradas. Use um bloco CC externo ao medir sinais com componentes CC superiores.
AVISO!!! . O uso da antena fornecida torna o tinySA muito suscetível a danos por ESD ou sobrecarga. Só use a antena com muito cuidado. Nunca coloque a antena perto de uma antena transmissora. Nunca toque em nada com a antena
ATENÇÃO!!!. Você pode destruir o atenuador de entrada baixa quando ativar um sinal de saída de alta potência e as portas alta e baixa ainda estiverem conectadas após fazer um autoteste ou calibração de nível. Sempre desconecte as entradas alta e baixa antes de habilitar a saída alta
Use o menu FREQ para definir a faixa de frequência exibida e o menu LEVEL para definir os níveis exibidos.
Você sempre pode voltar a um estado definido clicando no botão PRESET no menu de entrada e, em seguida, LOAD STARTUP
Medindo a modulação AM
O tinySA tem alguns problemas ao medir a modulação AM. Isso é claramente visível em uma varredura ampla abaixo de 100kHz de um sinal de 6MHz modulado AM de 10kHz e 50% de profundidade.
Este efeito estranho dos muitos sinais é causado pelo AGC interno que falha completamente. Você também deve garantir que o nível da portadora do sinal de entrada menos a atenuação interna esteja abaixo de -45dBm aumentando manualmente a atenuação.
Aumentar a atenuação manual cria uma imagem melhor
Com um RBW mínimo de 3kHz, o limite inferior de modulação que pode ser observado no modo de frequência é de fato 3kHz
Para frequências de modulação ainda mais baixas, é aconselhável ir para o modo span zero (modo de tempo) e uma unidade linear para mostrar a intensidade do sinal versus tempo onde a profundidade de modulação de 50% pode ser claramente observada
Conectando a um PC
A interface USB do tinySA pode operar em dois modos.
- Serial sobre USB (modo de console)
- modo DFU
Durante a operação normal, o modo Serial over USB (também chamado de modo de console) está ativo. Somente ao atualizar o firmware, o modo DFU é usado. Para isso, consulte Atualizando o firmware
Os drivers para o modo Serial over USB são criados no Windows e no Linux, portanto, não há drivers para instalar. Basta conectar o tinySA ao seu PC usando o cabo USB fornecido.
Uma vez conectado, você pode usar um programa de terminal (como o Tera Term ) ou usar um aplicativo de PC para controlar o tinySA
Estão disponíveis três softwares para controlar o tinySA. Todos são capazes de capturar a tela do tinySA
Pyton
Uma pequena biblioteca python para controlar o tinySA e o tinySA Ultra está disponível aqui: http://athome.kaashoek.com/tinySA/python/ Isso deve ser executado no Windows, Linux e talvez também no MacOS
Windows
Para Windows existe o tinySA-App, ainda em sua infância. TinyAS-App pode controlar ambos os modelos tinySA.
O executável também pode ser baixado aqui: http://athome.kaashoek.com/tinySA/Windows/
Caso você não consiga se conectar ao tinySA, abra o Gerenciador de Dispositivos do Windows e veja se o dispositivo "USB Serial device" aparece quando você conecta o tinySA. Se aparecer um "Dispositivo desconhecido", clique com o botão direito do mouse no Dispositivo desconhecido e clique em "Desinstalar dispositivo". Desligue e ligue o tinySA e veja se agora o "dispositivo serial USB" aparece.
Linux (e Windows (não recomendado))
Existe um derivado inicial do nanoVNA-saver que ainda é um pouco difícil. Para executar, você precisará instalar o python e várias bibliotecas de suporte.
A fonte está disponível aqui: https://github.com/erikkaashoek/tinySA-saver
Baixe e extraia a fonte, vá para a pasta onde a fonte foi extraída e emita python tinysa-saver.py
Este SW python não é recomendado para usuários do Windows
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