NanoVna: Calibración, prueba de antena, actualización y corrección de firmware

Sobre NanoVNA

NanoVNA es un analizador vectorial de redes (VNA) portátil muy pequeño,  pero de alto rendimiento, diseñado por edy555 . Es independiente con pantalla LCD, y con batería incorporada.

Especificaciones

Frecuencia de medición: 50KHz x 300MHz (50KHz -900MHz, habilitar firmware avanzado)

– Salida RF: -13 dBm (máximo -9 dBm)

– Precisión de frecuencia: -0.5 ppm

– Rango de medición: 70 dB (50 kHz – 300 MHz), 50 dB (300 MHz – 600 MHz), 40 dB (600 MHz – 900 MHz) permiten firmware avanzado

– Puerto SWR: .1

– Pantalla: TFT de 2,8 pulgadas (320 x 240)

– Interfaz USB: USB Tipo C

– Modo de comunicación: CDC (serie)

– Fuente de alimentación: USB 5V 120mA, batería incorporada de 400mAh, corriente de carga máxima 0.8A

– Número de puntos de calibración: 101 (fijo)

– Número de puntos de escaneo: 101 (fijo)

– Seguimiento de la pantalla: 4, marcado: 4, ajuste de ahorro: 5

– Placa de circuito impreso: 54 mm x 85,5 mm x 11 mm / 2,12″ x 3,36″ x 0,43″ (sin conectores, interruptores)

– Medición de parámetros S, relación de onda estacionarda, fase, retardo, diagrama De Smith 


Tal vez pueda interesarte proyectos en arduino, pic, robótica, telecomunicaciones, suscribete en http://www.youtube.com/user/carlosvolt?sub_confirmation=1 mucho videos con código fuentes completos y diagramas

PCBWay Prototipo rápido de PCB

Al principio, NanoVNA fue diseñado para trabajar a 50kHz-300MHz. El mezclador SA612A de NanoVNA necesita una fuente de alimentación de 5V para funcionar correctamente. La batería no se puede conducir directamente. La versión original de NanoVNA necesita una fuente de alimentación USB externa para funcionar correctamente. Hugen recreó el NanoVNA basado en el esquema del edy555 y agregó un circuito DC-DC para permitir que el NanoVNA funcione de manera independiente. Hugen intentó extender la frecuencia de medición utilizando armónicos, permitiendo que el NanoVNA mida frecuencias de hasta 900MHz. La versión Hugen del hardware y software está disponible a través de este enlace .

Puede hacer o comprar un NanoVNA terminado a bajo costo. NanoVNA es ahora el proyecto de analizador de red vectorial y analizador de antena más activo de la comunidad. Por lo general, comprar un NanoVNA-H terminado es la forma más conveniente de obtener NanoVNA.

Edy555 está actualizando su software, se han agregado extensiones armónicas, por lo general, un NanoVNA bien hecho se puede adquirir mejor que la dinámica de 40dB a 900MHz. Después de discusiones en la comunidad, el NanoVNA-H mejorado rev3.4 y el NanoVNA-H 4 aún pueden tener dinámicas de 40dB hasta 1.5GHz. Gracias al excelente rendimiento del NanoVNA-H Rev3.4 mejorado, edy555 ha aumentado el límite de frecuencia de su firmware 0.7.0 a 2.7GHz, pero los usuarios deben ser conscientes de la incertidumbre medida por encima de 1.5GHz.

Cho45 agrega la funcionalidad TDR (Reflectómetro de dominio de tiempo) al NanoVNA. La comunidad requiere ampliamente las mediciones en el dominio del tiempo para medir rápidamente la longitud del cable coaxial y determinar el punto de falla del cable calculando la impedancia discontinua.

Comience a usar NanoVNA

Lo que necesitas para trabajar

Lo siguiente se requiere como mínimo.

  • Cuerpo NanoVNA
  • SMA LOAD 50Ω
  • SMA CORTO
  • SMA ABIERTA
  • SMA hembra a hembra a través del conector
  • Cable SMA macho a macho x 2

Conceptos básicos de NanoVNA

VNA (Vector Network Analyzer) mide las características de frecuencia de la potencia reflejada y la potencia de paso de una red de alta frecuencia (Red RF).

NanoVNA mide los siguientes elementos:

  • Señal de voltaje de entrada I / Q
  • Tensión reflejada señal I / Q
  • Señal de tensión de paso I / Q

Desde aquí calculamos:

  • Coeficientes de reflexión S11
  • Coeficiente de transmisión S21

Se pueden mostrar los siguientes elementos que se pueden calcular a partir de estos.

  • Pérdida de reflexión
  • Pérdida de paso
  • Impedancia compleja
    • resistencia
    • resistencia reactiva
  • SWR

Tal.

Frecuencia de oscilación NanoVNA

NanoVNA mide el coeficiente de reflexión y el coeficiente de transmisión para 101 puntos en la banda de frecuencia a medir.

La frecuencia local de NanoVNA es de 50kHz a 300MHz. Para frecuencias más altas, use el modo armónico. La onda fundamental no se atenúa incluso en modo armónico. Los modos de uso para cada frecuencia son los siguientes.

  • Hasta 300 MHz: onda fundamental
  • 300MHz a 900MHz: 3er armónico
  • 900MHz a 1500MHz: 5º armónico

Tenga en cuenta que siempre hay una entrada de onda fundamental, especialmente cuando se verifica la ganancia del amplificador.

En cualquier caso, la entrada se convierte a una frecuencia intermedia de 5 kHz. La señal se convierte de analógico a digital a 48 kHz de muestreo. Los datos digitales son procesados ​​por la señal de la MCU.

Que hacer primero

Antes de poder usarlo, primero debe calibrarlo. Primero, calibre de la siguiente manera.

  • Asegúrese de que el INICIO sea de 50 kHz
  • Asegúrese de que STOP sea 900MHz
  • Calibrar de  acuerdo con el  método de calibración

método de entrada

NanoVNA tiene las siguientes entradas.

  • Toque largo del panel táctil
  • Interruptor de palanca
    • L / L pulsación larga
    • Pulsación larga R / R
    • Empujar / Empujar largo
  • Interruptor deslizante de encendido

Calibración NanoVNA

La calibración debería realizarse básicamente siempre que se cambie el rango de frecuencia a medir. Si el error se corrigió correctamente, la visualización del estado de calibración en la pantalla será Cn DRST X. n es el número de datos que se está cargando.

Sin embargo, NanoVNA puede complementar la información de calibración existente y mostrar en cierta medida correcta. Esto sucederá si se cambia el rango de frecuencia después de cargar los datos de calibración. En este momento, la visualización del estado de calibración en la pantalla es cn DRST X. n es el número de datos que se está cargando.

Restablezca el estado de calibración actual CAL RESET
Conecte el estándar OPEN al puerto CH0 y ejecute CAL CALIBRATE OPEN.
Conecte el estándar SHORT al puerto CH0 y ejecute CAL CALIBRATE SHORT.
Conecte el estándar LOAD al puerto CH0 y ejecute CAL CALIBRATE LOAD.
Conecte el estándar LOAD a los puertos CH0 y CH1 y ejecute CAL CALIBRATE ISOLN. Si solo hay una carga, el puerto CH0 puede dejarse desconectado.
Conecte los cables a los puertos CH0 y CH1, conecte los cables con los conectores pasantes y ejecute CAL CALIBRATE THRU.
Finalice la calibración y calcule la información de corrección de errores CAL CALIBRAR HECHO
Especifique el número de datos y guárdelo. CAL CALIBRAR GUARDAR GUARDAR 0

  • Cada dato de calibración debe importarse después de que la pantalla sea suficientemente estable.

Iniciar medición

Secuencia de medición básica

  1. Establecer el rango de frecuencia a medir
  2. Realizar la calibración
  3. Conecta el DUT

función

Pantalla de seguimiento

Se pueden mostrar hasta cuatro trazas, una de las cuales es la traza activa.

Las trazas solo pueden mostrar lo que se necesita. Para cambiar la visualización, seleccione  DISPLAY TRACE TRACE n .

Los siguientes métodos se pueden usar para cambiar la traza activa.

  • Toque el marcador de traza que desea activar
  • Seleccionar  DISPLAY TRACE TRACE n para mostrar. (Si ya se muestra, debe estar oculto temporalmente)

Formato de seguimiento

Cada traza puede tener su propio formato. Para cambiar el formato de la traza activa, seleccione el formato al que desea cambiar  DISPLAY FORMAT .

La visualización de cada formato es la siguiente.

  • LOGMAG : Logaritmo del valor absoluto del valor medido
  • PHASE : Fase en el rango de -180 ° a + 180 °
  • DELAY : Retraso
  • SMITH : Smith Chart
  • SWR : Relación de onda estacionaria
  • POLAR : Formato de coordenadas polares
  • LINEAR : Valor absoluto del valor medido
  • REAL : Número real de valor medido
  • IMAG : Número imaginario de valor medido
  • RESISTANCE : Componente de resistencia de la impedancia medida
  • REACTANCE : El componente de reactancia de la impedancia medida

Canal de seguimiento

NanoVNA tiene dos puertos,  CH0 CH1 . Los siguientes parámetros S se pueden medir en cada puerto.

  • CH0 S11 (pérdida de reflexión)
  • CH1 S21 (pérdida de inserción)

Para cambiar el canal de rastreo, seleccione  DISPLAY CHANNEL CH0 REFLECT o  CH1 THROUGH .

marcador

Se pueden mostrar hasta 4 marcadores. Los marcadores se muestran desde  MARKER SELECT MARKER MARKER n . Cuando muestra un marcador, el marcador activo se establece en el marcador mostrado.

Operación en el dominio del tiempo

NanoVNA puede simular mediciones en el dominio del tiempo mediante el procesamiento de la señal en los datos del dominio de frecuencia.

Seleccione  DISPLAY TRANSOFRM TRANSFORM ON para convertir los datos de medición al dominio del tiempo. TRANSFORM ON está habilitado, los datos de medición se convierten inmediatamente al dominio del tiempo y se muestran.

La relación entre el dominio del tiempo y el dominio de la frecuencia es la siguiente.

  • Aumentar la frecuencia máxima aumenta la resolución de tiempo
  • Cuanto más corto sea el intervalo de frecuencia de medición (es decir, cuanto menor sea la frecuencia máxima), mayor será la duración máxima del tiempo

Por esta razón, la duración máxima del tiempo y la resolución del tiempo están en una relación de compensación.

En otras palabras, la duración del tiempo es la distancia.

  • Si desea aumentar la distancia máxima de medición, debe reducir la frecuencia máxima.
  • Si desea especificar la distancia con precisión, debe aumentar la frecuencia máxima.

Paso de banda de dominio de tiempo

En el modo de paso de banda, puede simular la respuesta DUT a una señal de impulso.

El formato de seguimiento se puede establecer en  LINEAR LOGMAG SWR .

El siguiente es un ejemplo de la respuesta al impulso de un filtro de paso de banda

Impulso de paso bajo de dominio de tiempo

En el modo de paso bajo, puede simular TDR. En el modo de paso bajo, la frecuencia de inicio debe establecerse en 50 kHz, y la frecuencia de detención debe establecerse de acuerdo con la distancia a medir.

El formato de seguimiento se puede establecer en  REAL .

A continuación se muestran ejemplos de respuesta escalonada en estado abierto y respuesta de impulso en estado corto.

Paso de paso bajo del dominio de tiempo

En el modo de paso bajo, puede simular TDR. En el modo de paso bajo, la frecuencia de inicio debe establecerse en 50 kHz, y la frecuencia de detención debe establecerse de acuerdo con la distancia a medir.

El formato de seguimiento se puede establecer en  REAL .

abierto:

Ejemplo de respuesta escalonada

Corto capacitivo:

Corto inductivo:

Discontinuidad capacitiva (C en paralelo):

Discontinuidad inductiva (L en serie):

Ventana de dominio de tiempo

El rango que se puede medir es un número finito, y hay frecuencias mínimas y máximas. Se puede usar una ventana para suavizar estos datos de medición discontinuos y reducir el timbre.

Hay tres niveles de ventanas.

  • MÍNIMO (sin ventana, es decir, igual que la ventana rectangular)
  • NORMAL (equivalente a la ventana de Kaiser β = 6)
  • MÁXIMO (equivalente a la ventana de Kaiser β = 13)

MÍNIMO proporciona la resolución más alta y MÁXIMO proporciona el rango dinámico más alto. NORMAL está en el medio.

Establecer el factor de longitud de onda en el dominio del tiempo

La velocidad de transmisión de ondas electromagnéticas en el cable varía según el material. La relación con la velocidad de transmisión de las ondas electromagnéticas en el vacío se denomina factor de longitud de onda (Factor de velocidad, Velocidad de propagación). Esto siempre se indica en las especificaciones del cable.

En el dominio del tiempo, el tiempo mostrado se puede convertir en distancia. La relación de acortamiento de longitud de onda utilizada para la visualización de distancia se puede configurar con  DISPLAY TRANSFORM VELOCITY FACTOR . Por ejemplo, si mide el TDR de un cable con una tasa de reducción de longitud de onda del 67%, especifique  67 para  VELOCITY FACTOR .

Establecer frecuencia del marcador

Puede establecer el rango de frecuencia desde el marcador de la siguiente manera:

  • MARKER →START Establece la frecuencia del marcador activo a la frecuencia de inicio.
  • MARKER →STOP Establece la frecuencia del marcador activo a la frecuencia de parada.
  • MARKER →CENTER Establece la frecuencia del marcador activo a la frecuencia central. El intervalo se ajusta para mantener el rango actual tanto como sea posible.
  • MARKER →SPAN Establece los dos marcadores mostrados, incluido el marcador activo, en el intervalo. Si solo se muestra un marcador, no sucede nada.

Establecer el rango de medición

Hay tres tipos de configuraciones de rango de medición.

  • Establecer la frecuencia de inicio y la frecuencia de parada
  • Ajuste de la frecuencia central y el alcance
  • Span cero

Establecer la frecuencia de inicio y la frecuencia de parada

Seleccionar y configurar  STIMULUS START y  STIMULUS STOP , respectivamente.

Ajuste de la frecuencia central y el alcance

Seleccionar y configurar  STIMULUS CENTER y  STIMULUS SPAN respectivamente.

Span cero

El intervalo cero es un modo en el que una frecuencia se envía continuamente sin barrido de frecuencia.

Seleccionar y configurar  STIMULUS CW FREQ .

Detener temporalmente la medición

STIMULUS PAUSE SWEEP está seleccionado, la medición se detiene temporalmente.

Recuperar calibración y configuraciones

Se pueden guardar hasta 5 datos de calibración. NanoVNA carga datos del número 0 inmediatamente después del inicio.

Los datos de calibración son datos que incluyen la siguiente información:

  • Rango de ajuste de frecuencia
  • Corrección de errores en cada punto de medición.
  • Estado de configuración de rastreo
  • Estado de configuración del marcador
  • Configuración del modo de dominio
  • Establecer la tasa de acortamiento de la longitud de onda
  • retraso eléctrico

Puede guardar la configuración actual seleccionando  CAL SAVE SAVE n .

CAL Los datos de calibración actuales se pueden restablecer seleccionando  CAL RESET . Si desea volver a calibrar, debe reiniciar.

CAL CORRECTION indica si la corrección de errores se está realizando actualmente. Puede seleccionar esto para detener temporalmente la corrección de errores.

RECALL la configuración guardada seleccionando  RECALL RECALL n .

Actualice NanoVNA use DFU

1.DFU es un SW para programar el STM32 a través del USB (UM0412)

El paquete contiene todos los archivos binarios y el código fuente para el software de actualización del firmware del dispositivo USB DfuSe (DFU), incluida la demostración, la depuración de las GUI y las capas de protocolo.

Descargar el sotware –>  STSW_STM32080_V3.0.6

Firmwares

nanovna-firmware_0.7.0-20200223

nanovna-firmware-0.5.4-11

Incluye el controlador DFU compatible con el último Microsoft®OS.

La utilidad DfuSe se puede utilizar para interactuar con el gestor de arranque de memoria del sistema STM32 o cualquier firmware de Programación en Aplicación (IAP), que se ejecuta desde el usuario Flash, permitiendo así la programación de memorias internas a través de USB.

2: Ahora usamos el archivo .DFU con la demostración DfuSe para programar el dispositivo.

Nota: ¡Las versiones de firmware de 4 y 2.8 pulgadas no son universales!

Sigue los pasos a continuación.

Cortocircuito VDD y BOOT0 en la PCB, conecte la computadora y luego encienda la alimentación para ingresar al modo DFU.

O

Si la versión de firmware 2.8 «NanoVNA-H es superior a 0.2, puede usar el menú» CONFIG → DFU → RESET AND ENTER DFU «para ingresar al modo de actualización.

El 4 «NanoVNA-H 4 se puede ingresar al modo de actualización presionando y manteniendo presionado el interruptor multifunción antes de encenderlo, y la pantalla permanece negra después de ingresar al modo de ingeniería.

3. Instale el controlador ST DFU para NanoVNA.

5. Ejecute la demostración DfuSe y descargue el archivo .DFU en su NanoVNA.

(Nota: ¡El NanoVNA-H4 de 4 pulgadas y el NanoVNA-H de 2.8 pulgadas usan firmware diferente!)

7 , Ahora quite el puente de arranque y reinicie NanoVNA. Recalibrar el NanoVNA.


⭐️ SUSCRIBETE: https://www.youtube.com/user/carlosvolt?sub_confirmation=1 (No olvides activar la 🔔)

👉Canal secundario: https://www.youtube.com/channel/UCjES9aB4g1F3IQbAk2nWCZg

👉Instagram: https://www.instagram.com/carlosvolt_tutoriales/

👉Tik Tok: https://www.tiktok.com/@carlosvolt

👉Fanpage: https://www.facebook.com/rogerbitfanpage/

👉Facebook: https://www.facebook.com/groups/RogerBit

👉Twitter: https://twitter.com/rogerbit_

👉Donaciones por paypal https://goo.gl/824Dnm o donacion@rogerbit.com

👉Sitio Web: https://www.rogerbit.com


SUSCRIBETE A NUESTROS BOLETINES, RECIBE EN TU CORREO LAS NOTICIAS MÁS DESTACADAS, SÓLO INGRESANDO TU CORREO ELECTRÓNICO



VIDEO RECOMENDADO

Deja un comentario