Un altro importante articolo scritto da Gianni IW1EPY riguardante l’annoso problema dei cavi IPEX-SMA utilizzati per il secondo canale dell’ADALM-PLUTO. Ecco il suo tutorial:
Un set di diversi cavi SMA femmina a IPEX è stato acquistato dalla Cina:
Tipo 1. Questo è lungo 5 cm ed utilizza l’RG178Risultato del test per il cavo di tipo 1Tipo 2, utilizza l’RG 1.13Risultato del test per il cavo di tipo 2. Mi dispiace, ha poca definizione per via dello sweep veloce, ma il problema del notch è evidente lo stesso.
Domanda: Il problema è il connettore IPEX?
Utilizzando due SMA di tipo 1 e utilizzando il cavo RG316 corretto per quel connettore, con il cavo centrale nel foro e la treccia saldata.Si ottiene un buon risultato.Utilizzo di un adattatore per RG 1.13 con un buon connettore SMATest di 30 cm di RG 1.13Ancora una volta un buon risultato
E l’IPEX?
Stessa lunghezza del cavo, stesso SMA con adattatore per RG 1.13 e una giunzione IPEX IPEX. Vedi anche il test del canale 2 di Pluto di uno di questi cavi.
Ciò significa che con una buona connessione SMA e un paio di IPEX, può funzionare fino a 16 GHz. In primo luogo, nessuna colpa al produttore del cavo per l’utilizzo fino a 6 GHz come specifiche, ma per noi, che vogliamo spremere il limone fino all’ultima goccia, non è sufficiente. Usiamo il secondo Rx come riferimento per il VNA fino a 12 GHz, quindi vorremmo una risposta piatta anche in questo intervallo. Cosa c’è che non va?
Questi tipi di SMA non possono funzionare correttamente; il Tipo 2 corretto presenta molte discontinuità e variazioni di impedenza che ne limitano l’utilizzo a circa 6 GHz. A sinistra, il Tipo 1 è il suo uso errato, come dimostrato dal mio test con il cavo coassiale appropriato. Inserire l’intero cavo coassiale, compresa la treccia, nel foro SMA e saldarlo non è corretto. Che succede? La saldatura di stagno collega la treccia solo all’ingresso posteriore della SMA, lasciando un tubo di massa non collegato, come si può vedere nell’immagine.
Questo tubo di massa isolato è responsabile del notch nell’intervallo da 6 a 8 GHz
Soluzione
Trova l’SMA con il foro del cavo corretto per entrare con il cavo coassiale centrale isolato e salda la treccia all’esterno dell’SMA.
Per l’RG 1.13, utilizzare un SMA a foro piccolo, ma evita di usare troppa stagno; collega tutto il tubo a treccia al tubo interno dello SMA.
Non il migliore, ma utilizzabile
A questo punto, l’unica soluzione al problema è acquistare il cavo IPEX e rifare il collegamento SMA. Due buoni SMA-IPEX consentiranno il corretto utilizzo del secondo canale di ADALM-PLUTO fino a 12 GHz. Anche senza sistemi di test è possibile utilizzare ADALM-PLUTO con Satsagen per effettuare un confronto tra i cavi per individuare quello giusto.
Questo è un cavo difettoso con una grande perdita a 13,5 GHzAncora una volta, male, in questo caso a 11 GHzQuesto è il lungo RG 1.13 proveniente dalla coppia già testata (un cavo gemello utilizzato per validare il connettore IPEX)Si tratta di un RG 316 pre-crimpato con IPEX in Cina e di un SMA per questo tipo di cavo.
A causa della rigidità, il cavo è un po’ più lungo per adattarsi a una curvatura più ampia rispetto all’RG 178, il quale consente un percorso più breve, ma con prestazioni peggiori.
Gli analizzatori di spettro normalmente visualizzano i segnali nel dominio della frequenza, ma possono essere configurati anche per una rappresentazione nel dominio del tempo, tale funzione è chiamata Zero Span.
A partire dalla versione 0.9.2.1, la funzione di Zero Span è stata ampliata e migliorata. In sintesi, è stata aggiunta la visualizzazione di frequenza in funzione del tempo, oltre alla potenza in funzione del tempo, e il modo di processo non è più solo mediante FFT, ma anche per demodulazione IF, permettendo in tal modo di visualizzare segnali fino a 2 microsecondi per divisione utilizzando un RTL-SDR come dispositivo di ricezione, per esempio.
L’attivazione dello Zero Span si effettua facendo un click sul pulsante Time Domain (Zero Span) collocato nel pannello dello Spectrum Analyzer.
Il pannello dello Spectrum Analyzer
La manopola TimeBase permette di impostare la base tempi nel range consentito dal dispositivo di ricezione in uso e dalle impostazioni della modalità di processo dei segnali.
Estendendo i controlli di bandwidth con un click sulla scritta BW si può anche impostare direttamente la velocità di campionamento espressa in MSPS:
Il pannello dello Spectrum Analyzer con i controlli di bandwidth estesi
Nel contempo all’attivazione dello Zero Span, sotto al display viene visualizzata la scheda Time Domain dove sono disponibili altri controlli relativi a tale funzione:
La scheda Time Domain
Dalla lista Type si imposta la visualizzazione per potenza in funzione del tempo (Power vs. time) o per frequenza in funzione del tempo (Frequency vs. time). Dalla lista Processing mode si imposta il modo di processo per demodulazione IF (IF demodulation), per demodulazione ZERO IF (ZERO-IF demodulation) o per FFT. Dalla lista IF decimation, si possono impostare tre livelli di decimazione, 1, 10 o 100, i quali permettono nelle modalità IF o ZERO-IF demodulation di estendere la base tempi su tempi più lunghi se necessario. Il pulsante Trace auto-clear ha uno scopo solo se è stato selezionato un Trigger. In caso di assenza di segnale al Trigger e con il pulsante Trace auto-clear attivato, la visualizzazione viene cancellata dopo qualche secondo, mentre con il pulsante disattivato, la visualizzazione si “congela” nell’istante dell’ultimo Trigger.
L’immagine seguente è relativa ad un setup con doppio dispositivo, in ricezione è presente un dongle RTL-SDR e in trasmissione un HackRF. I due dispositivi sono collegati in RF tra loro tramite un piccolo cavetto. Il generatore modula una portante di 100MHz in AM a 20 kHz. Satsagen è configurato per la classica visualizzazione dello spettro:
Una classica visualizzazione dell’analizzatore di spettro in funzione della frequenza. Si nota la portante di un segnale modulato in AM e le due bandi laterali.
Attivando lo Zero Span con lo stesso setup, la visualizzazione passa a potenza in funzione del tempo, impostando dalla lista Type la voce Power vs. time e dalla lista Processing mode la voce IF demodulation:
Visualizzazione in time domain
L’asse X passa da una rappresentazione in frequenza ad una in tempo, mentre l’asse Y rimane in ampiezza espressa in dBm.
L’immagine non sarà ferma, ma scorrerà in una direzione, in quanto non c’è sincronismo tra la modulazione e il campionamento effettuato. Per sincronizzare e rendere ferma l’immagine occorre attivare un trigger, dalla scheda Triggers.
La stessa visualizzazione in time domain, ma con il trigger Video attivo
L’impostazione del livello di trigger Video, sia in slope positivo che negativo, dovrà rientrare in un valore all’interno dell’ampiezza della modulazione, in questo caso da circa -48 dBm a circa -41 dBm.
Se non si riesce a trovare un valore ottimale del trigger per stabilizzare l’immagine, si può provare ad attivare una sorta di isteresi facendo più volte click sulla scritta Level posta sopra la manopola fino a quando non diventa Level R e una manopola Range si rende disponibile per l’impostazione del range di intervento del trigger:
Visualizzazione in Time Domain con trigger e isteresi attivi
Commutiamo ora la modulazione del Generator in FMW, con la stessa frequenza di modulazione di prima e una deviazione di 30 kHz.
Per visualizzare ora la modulazione in frequenza occorre tornare nella scheda Time Domain e selezionare dalla lista Type la voce Frequency vs. time, inoltre dalla scheda Triggers occorre impostare un livello compreso tra circa -30 kHz a +30 kHz:
Visualizzazione in Frequency vs. time con trigger attivo
L’asse X permane in una rappresentazione in tempo, mentre l’asse Y da una visualizzazione di ampiezza espressa in dBm passa ad una espressa in frequenza.
Per una corretta visualizzazione occorre anche regolare il bandwidth tramite l’apposita manopola nel pannello dello Spectrum Analyzer.
Nel caso di una visualizzazione di un segnale modulato in frequenza, il valore minimo di bandwidth dovrebbe essere la frequenza massima di modulazione sommata alla deviazione, moltiplicato per due (Regola di Carson). Per cui nel nostro caso, il bandwidth minimo per far sì che la forma visualizzata non subisca distorsioni è di circa 100 kHz.
Alcune funzioni e compatibilità di Satsagen sotto Linux Wine sono state migliorate a partire dalla versione 0.9.3.5:
Semplificata la connessione a Pluto correggendo l’indirizzo pluto.local che il sistema non riesce a risolvere
Le porte COMx seriali ora funzionano, quindi sono ora disponibili all’uso i Simple Spectrum Analyzer, i sintetizzatori PLL, i log detector, i dispositivi GPIB e gli spettrometri.
Le console dei terminali Pluto e GPIB ora funzionano.
Ecco una guida passo passo per sfruttare questi miglioramenti:
Questa guida è stata testata su Ubuntu 25.04 e Wine 9.0 layer. Alcuni comandi potrebbero dover essere adattati per le diverse versioni del sistema operativo/distribuzione.
Rimuovi la vecchia versione di Satsagen se è inferiore a 0.9.3.5. Apri un terminale, digita wine control e scegli l’icona Add/Remove programs per rimuovere la vecchia applicazione Satsagen
Chiudere il pannello di controllo di Wine. Scarica l’ultima versione di Satsagen dalla pagina di download e decomprimi il file alla fine.
Ritorna alla finestra del terminale e digita wine $HOME/Downloads/satsagen_9_3_5_setup.exe (o il nome della versione che avevi scaricato) ed eseguilo.
Completa il setup e fai clic sull’icona SATSAGEN da Show Apps per eseguire il programma. Alla prima esecuzione dovrebbe essere visualizzato un messaggio
Chiudi la finestra e l’applicazione. Riattiva la finestra del terminale e digita groups iltuonomeutente
Se il tuo nome utente non appartiene al gruppo dialout, aggiungilo eseguendo sudo usermod -aG dialout iltuonomeutente
Riavvia Wine digitando winserver -k al prompt del terminale
Quindi, collega ad esempio un dispositivo Pluto al PC e fai nuovamente clic sull’icona SATSAGEN per eseguire l’applicazione
Attendi qualche secondo per permettere che il dispositivo USB venga rilevato dal sistema operativo e fai clic sul menu View-> Open terminal, dovrebbe apparire una finestra di dialogo con un dispositivo disponibile sulla porta COM seriale, confermando che la procedura di cui sopra è andata a buon fine
Chiudi la finestra di cui sopra e per verificare la connessione Pluto, vai su Settings, scheda Devices
Un Pluto dovrebbe essere elencato nella casella di riepilogo SDR Device
Chiudi la finestra Settings e fai clic sul pulsante Power.
Il mio amico Gianni IW1EPY ha scoperto un insidioso problema in alcuni ADALM-PLUTO utilizzati oltre le specifiche. Ecco il suo rapporto:
Queste informazioni sono per gli utenti di ADALM-PLUTO che riscontrano questo strano comportamento. Durante l’inserimento in un contenitore metallico di un ADALM-PLUTO Rev C di un mio amico, ho scoperto un problema.
Collegandolo a un LMX2595 per testare le 5 armoniche.
A sinistra una scatoletta contenente la scheda LMX2595 con le doppie transizioni coassiali in WR42 per annullare la fondamentale, e a destra, il Pluto in prova.
È apparso un terribile notch!
Senza segnale in ingresso, il rumore di Pluto è a circa -70, quindi il notch sopprime tutto intorno ai 22,3 GHz.
Dopo aver esaminato attentamente la board di Pluto, ho scoperto una saldatura SMA difettosa.
Il pin centrale è stato saldato sul pad, ma una lunghezza di circa 1,5 mm a partire dal bordo del PCB non è stata saldata.
La mancanza di saldatura è dovuta principalmente ad una non planarità dell’SMA rispetto al PCB.
La RF entra nel PCB, non al bordo del PB, e vede due linee, una delle quali è il percorso corretto per il balun e una seconda linea che si estende per 1,5 mm fino al bordo della scheda.
La seconda linea funge da stub con un’estremità aperta, applicando un corto alla frequenza della risonanza lambda-quarto.
Risaldando l’intera lunghezza del pin centrale SMA, il problema è scomparso.
Questo è il comportamento normale di un ADALM-PLUTO senza calibrazione, che offre poco più di 20 dB di dinamica nella banda a 24 GHz.
