Configurazione a tre dispositivi
Da questa versione si può configurare un terzo dispositivo SDR nella scheda Devices in Settings allo scopo di estendere le funzionalità del VNA di Satsagen:
Impostare Three devices con un click sul corrispondente radio button e nella tab RX 2 device impostare il device SDR che si vuole utilizzare come terzo dispositivo.
Infine nella scheda SNA/VNA Mode selezionare la voce VNA dalla lista Mode e Dual RX-Device dalla lista Dual Port Interface.
Con la suddetta configurazione, il VNA utilizzerà il terzo dispositivo come secondo ricevitore e sarà possibile effettuare misure S11 ed S21 in tempo reale senza dover intervenire manualmente sulle connessioni del DUT.
Le condizioni mandatorie per il corretto funzionamento della configurazione a tre dispositivi sono:
- Una sorgente comune di clock di riferimento, nello schema CLK Source. In alternativa, la sorgente di clock esterna alimenta il primo device e il riferimento agli altri due è fornito con un collegamento in cascata (daisy chain).
- I dispositivi 1 e 3 designati al ruolo RX devono avere due canali RX sincronizzati, quindi con l’attuale versione 0.9.3.3 sono compatibili solo i dispositivi Pluto rev. C/D.
- Il dispositivo 2 designato come TX può anche avere un solo canale TX, sono necessarie però due porte TX+ e TX- o l’aggiunta di uno splitter. Per il dispositivo TX sono compatibili diversi device, tra i quali i Pluto e i sintetizzatori PLL LMX2595, ADF4251 ed altri.
Supporto LMX2595
Collegando una board LMX2595 a Satsagen, l’applicazione è in grado di funzionare come Generatore/sweeper e generatore di tracciamento in operazioni SNA/VNA da circa 100MHz fino e oltre 20GHz con una potenza di output in grado di ottenere una dinamica più che sufficiente per le esigenze di caratterizzazione di filtri e altri DUT.
Con Satsagen e in abbinamento ad un dispositivo di ricezione ADALM-PLUTO in modalità in quinta armonica, si sono ottenuti in laboratorio circa 40dB di dinamica a 24GHz!
Per migliorare le misure oltre i 20GHz, occorre utilizzare un filtro in cavità per abbattere la fondamentale del LMX2595 (a frequenze superiori a 15GHz si attiva un duplicatore interno al chip) perché può diventare “importante” e saturare i primi stadi del dispositivo RX. Si può utilizzare come filtro anche due transazioni in guida accoppiate.
Il supporto delle board con il sintetizzatore PLL LMX2595 è fornito mediante un’interfaccia USB costituita da un microcontrollore Arduino o un Raspberry Pi Pico, vedere la pagina relativa a questa interfaccia multifunzione USBDAALBFER per gli schemi, sorgenti e binari che si possono utilizzare.
Alcuni consigli per l’utilizzo di tale board PLL:
- L’utilizzo di un Raspberry Pi Pico (e Pi Pico 2) è preferibile in quanto l’input e l’output è funzionante allo stesso livello 3,3V del LMX2595 per cui non servono i componenti per l’adattamento dei livelli di tensione. Inoltre il caricamento del firmware sul Pi Pico può ridursi semplicemente alla copia del file binario fornito qui sul disco del Pi Pico che si attiva tenendo premuto il pulsantino e inserendo la USB al PC, quindi non è necessario attrezzarsi con l’ambiente di compilazione Arduino.
- Su alcune board LMX2595 provenienti dalla Cina, parte della serigrafia dei pin del connettore è riportata sul retro della scheda:
- L’alimentazione a 5V della board LMX2595 andrebbe fornita tramite una porta USB dedicata o con un alimentatore separato, in quanto la scheda durante il funzionamento può raggiungere picchi di assorbimento di 400mA ed oltre, non è consigliato quindi alimentarla tramite il pin 5V del microcontrollore che sia un Arduino o un Raspberry.
- Anche la connessione GND tra la board LMX2595 e il microcontrollore è importante per garantire il corretto funzionamento del SPI, andrebbe eseguita con collegamenti corti e utilizzando preferibilmente più pin GND del microcontroller e “vicini” ai pin dedicati alla SPI.
- Infine, è altamente consigliato inscatolare in contenitori metallici sia la board LMX2595 sia il dispositivo di ricezione (ADALM-PLUTO).
Avvio in stand-alone dei sintetizzatori PLL
Da questa versione, è presente una funzione in Satsagen che permette di programmare l’interfaccia Arduino o Pico abbinata ad un sintetizzatore PLL supportato, come il LMX2595 appena visto, per l’utilizzo in stand-alone, cioè l’interfaccia e i PLL potranno funzionare come generatori CW ad una frequenza e potenza prefissata semplicemente alimentandoli, anche scollegati da Satsagen. Questa funzionalità per esempio può essere utile se abbiamo necessità di un oscillatore locale provvisorio per i nostri progetti di down o up converter.
Per sfruttare la suddetta funzionalità è sufficiente avviare Satsagen con i dispositivi collegati, far partire il Generator ed impostare frequenza e potenza desiderati, quindi, mantenendo il Generator avviato, fare click sul menu Settings->Device stored settings alla voce Save the Generator state to the device. A questo punto si può spegnere Satsagen e scollegare i dispositivi di interfaccia e PLL dal PC. Successivamente se le interfacce con i PLL saranno alimentati tramite USB o con una alimentazione a parte, si avvieranno automaticamente alla frequenza e potenza di uscita prefissate, senza l’ausilio di Satsagen come pilota.
Per azzerare l’impostazione sull’interfaccia, in modo che non si avvii più automaticamente e smetta di far funzionare i PLL come generatori CW in stand-alone, è sufficiente ripetere la suddetta procedura con il Generator spento: avviare Satsagen con i dispositivi collegati, lasciare spento il Generator e fare click sul menu Settings->Device stored settings alla voce Save the Generator state to the device. A questo punto si può spegnere Satsagen e scollegare i dispositivi di interfaccia e PLL dal PC, l’impostazione di funzionamento in stand-alone è stata azzerata.
Harmonic Extended Filter
Nelle scansioni in SNA con generatore di tracciamento, soprattutto in modalità armonica, abbiamo riscontrato la presenza di “picchi” indesiderati, per esempio intorno ai 24 GHz, dovuti alla concomitanza dell’alta impostazione di RX Gain necessaria e alla presenza di armoniche del oscillatore locale di RX cadenti proprio nell’intervallo di IF.
Da questa versione di Satsagen si può attivare un filtro EF, simile nel funzionamento a quello già presente da tempo nello Spectrum Analyzer, anche per le operazioni TSA/SNA, mediante un click sul pulsante EF presente nel pannello centrale dell’applicazione:
Il filtro EF eliminerà i suddetti artefatti durante la scansione effettuando due letture distinte per ogni punto, spostando di poco la frequenza dell’oscillatore locale RX. Il filtro confronterà la coppia di letture eliminando i segnali presenti alla stessa frequenza solo su una delle due letture, segno inequivocabile di artefatti dovuti al oscillatore locale di RX.
Per contro, l’utilizzo del filtro EF determinerà un leggero rallentamento nelle scansioni SNA.