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.

MODO CALIBRAÇÃO:

Execute estas etapas:

1. Use um dos cabos SMA fornecidos para conectar a porta baixa à porta alta.
2. Ligue o tinySA usando o pequeno botão liga/desliga na parte superior.
3. 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.
4. Deixe a porta alta e baixa conectada para a próxima etapa
5. 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:

1. 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