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Minicomparazione tra vari "VNA" in mio possesso

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Franco Balestrazzi:
Vorrei fare una minicomparazione tra i vari strumenti per la taratura del'antenna in mio possesso. Questi sono :

1-SURECOM 160 (0.5MHz-60MHz)
2-SURECOM 250 (132MHz-173MHz,200MHz-260MHz,400MHz-519MHz)
3-METROVNA PRO DELUXE (1MHz-250MHz)
4-FA-VA5 (10KHz-600MHz)
5-NANOVNA (50KHz-900MHz)

I primi due, secondo me, si possono annoverare tra i misuratori di SWR "evoluti" con la visualizzazione grafica del suo andamento permettendo visivamente di vedere dove l'antenna esibisce il minimo SWR, e questo non e' poco. La misura della impedenza e delle sue componenti resistiva e reattiva e' poco precisa (nel senso che i conti non tornano tra il modulo dell'impedenza letto e quello calcolato attraverso le due componenti resistiva e reattiva). Da notare che la reattanza e' con segno. Sono carini con il loro display a colori e fanno la loro figura. Contenitore in metallo per entrambe e dotazione completa di adattatori per ogni tipo di connettore di antenna. Questi due strumenti sono dotati della sola porta DUT alla quale collegare l'antenna o altri circuiti da accordare.
Il metrovna e' dotato di porta DUT e DET e penso si possa collocare tra un SNA e la base minima di un VNA in quanto fornisce misure abbastanza precise sull'impedenza e le sue componenti resistiva e reattiva ma non ne fornisce il segno. E' dotato di moltissime funzioni SW alle volte anche ripetitive che differiscono solo dal punto di vista grafico. Avendo pero' entrambe le porte e' possibile eseguire, oltre alla misura S11 anche la S21 e quindi tarare filtri, duplexer,preamplificatori e altri dispositivi a due porte  visualizzando la risposta grafica su un display a colori di dimensioni medie.
Il FA-VA5 viene venduto in kit e occorre montarselo da soli anche se e' facilissimo in quanto tutta la componentistica smd e' gia stata saldata. Dispone della sola porta DUT e quindi e' paragonabile ai due SURECOM, ma con la possibilita' di raggiungere 600MHz e una ottima precisione. Il display e' piccolo come quello dei SURECOM ed e' monocromatico ma il suo forte e' la precisa indicazione della impedenza e delle sue componenti resistiva e reattiva MA CON IL SEGNO, tanto e' che sul display e' possibile la visualizzazione della carta di Smith e il punto in cui si trova l'impedenza misurata. La risoluzione sul display non e' eccezionale ma si legge bene. Questa caratteristica, per me, e' molto importante perche' da quando ero studente in ingegneria elettronica ho sempre usato la carta di Smith ma cartacea e con la calcolatrice e facevo i calcoli sul diagramma delle impedenze o delle ammettenze per gli adattamenti.
Niente da dire su questo strumetino, degno figlio del ben piu' completo DG8SAQ VNWA 3 primo VNA realmente a basso costo e validissimo.
Il NANOVNA, ultimo della serie acquistato piu' per sfizio che perche' ci credessi davvero.
Orbene, ho dovuto ricredermi. A parte l'ampio range di utilizzo (ma con sensibilita' via via decrescenti) e' dotato di porta DUT e DET e quindi permette di eseguire le stesse misure del METROVNA. Ha un display a colori e nella versione venduta di default ha un FW che gestisce 4 tracce selezionabili compresa la mia adorata carta di SMITH. Si ma, chiederete voi, come si comporta ?
L'impedenza misurata e le sue componenti resistiva e reattiva (CON SEGNO) sono come precisione paragonabili all'FA-VA5. A fianco della reattanza fornisce il suo valore capacitivo o induttivo, da qui il segno. La grafica e' notevole e si possono definire fino a 4 cursori. Per me' e' stato emozionante quando collegata l'antenna alla porta DUT ho misurato la sua impedenza sugli 80 metri e e visualizzato il suo punto nel quarto quadrante. Attraverso uno switch bidirezionale si puo' scorrere con il cursore la forma rappresentata sulla carta di Smith in contemporanea al Return Loss e all'SWR. Una volta letto il valore dell'impedenza disadattata sono andato su un foglio di calcolo della carta di Smith sul PC e simulando il circuito graficamente ho calcolato il valore della capacita' parallelo e dell'induttanza serie per portare l'impedenza al mio trasmettitore esattamente a 50 +/-J0. Ho realizzato l'induttanza e poi con il condensatore calcolato li ho introdotti sulla linea di alimentazione dell'antenna e poi aiutandomi con il NANOVNA ho regolato il condensatore per portare l'impedenza vista dal trasmettitore esattamente nel centro della carta di Smith visualizzata. Ovviamente spostandomi in frequenza con il cursore l'adattamento cambiava ma questo e' ovvio. E' stato un bell'esercizio che mi ha ricordato i tempi passati.
Cosa potevo volere di piu' per 47euro ?. Viene fornito, nella confezione da me acquistata, completo di due cavi gia' intestati SMA maschio e del kit di calibrazione composto da 3 connettori SMA (corto, aperto, 50OHm). Si basa su una piattaforma con STM32 come microcontrollore, il progetto e' open source e si puo' cambiare il FW con altri 4 presenti in rete. Il linguaggio utilizzato per lo sviluppo e' Python, pertanto quasi piu' semplice del Basic. Insomma ne sono rimasto veramente colpito. Attenzione, il prodotto non e' inscatolato ma e' formato da un sandwitch di schede fissate tra di loro e quindi non e' industrializzato come il METROVNA, i SURECOM o eventualmente i RIGEXPERT (che pero' sono dotati della sola porta DUT).
Dispongo inoltre di due analizzatori di spettro con TG e di ponte riflettometrico Sono strumenti da laboratorio e quindi poco portatili. In ogni caso questi non sono VNA ma si possono collocare nella configurazione descritta negli SNA. Un vero VNA della HP costa cifre improponibili per le tasche di un hobbista a meno che non ne trovi uno ricondizionato a prezzo abbordabile.
Mi si puo' dire : ma chi se ne importa, uso un accordatore gia fatto e festa finita. Avete perfettamente ragione ma il bello di capire i fenomeni fisici che regolano  il funzionamento dei nostri dispositivi per me e' sempre motivo di fascino.
73'

rosco:
Per quello che vale, confermo la buona impressione generale ( anche se il senso di "robustezza" non è il suo forte ).


--- Citazione da: IK4MDZ-Franco - 24 Settembre 2019, 14:17:02 --- Il linguaggio utilizzato per lo sviluppo e' Python,

--- Termina citazione ---
Mi permetto di correggere,
lo sviluppo del firmware è in C https://github.com/ttrftech/NanoVNA
Le funzionalità sono accessibili via USB anche con "programmini" python,
da segnalare nanovna-saver https://github.com/mihtjel/nanovna-saver che a me piace molto ( e sto cercando di adattarlo per leggere anche dal "vecchio" MR100  che sarà straccio, ma ha bluetooth che è comodo per tarare antenna )

Franco Balestrazzi:
Si hai ragione mi sono sbagliato , in Python e' scritto il nanoVNA-saver per la connessione via usb da PC e la graficazione dei dati. Il FW del core e' in C/C++  per ARM.
73'

moooose IU5HIW:
Caro Franco

innanzitutto grazie per il tuo post: sono convinto che sia utile a molti di noi.

Ho comperato un nanoVNA in funzione delle recensioni generalmente positive e del prezzo. Da tempo volevo avvicinarmi a un VNA a scopo di apprendimento personale, ma per questo fine i prezzi erano elevati. Ora che con meno di 50 euro ti porti a casa un apparecchietto dignitoso ho potuto soddisfare la mia curiosità e sto cercando di utilizzarlo al meglio.

Come ho detto il mio scopo è l'apprendimento, ed ecco allora la mia domanda: conosci per caso qualche risorsa sul web che mi possa aiutare a comprendere nel dettaglio come utilizzare appieno un VNA? Confesso che con le mie ricerche non ho trovato molte informazioni (nemmeno su come interpretare per bene la Smith chart...).

Ti ringrazio anticipatamente se potrai indicarmi qualcosa, altrimenti grazie comunque per quanto hai condiviso.

73 de IU5HIW Nino

PS. La lingua non è un problema.

Franco Balestrazzi:
Questo link ti porta ad una serie di video su youtube tutti riferiti all'uso del nanoVNA :
https://www.youtube.com/results?search_query=Nanovna
Poi ti allego questo documento che fa parte della documentazione del nanoVNA ma che spiega, in lingua inglese, l'utilizzo di un generico VNA e i concetti su cui si basa.
Per comprendere come interpretare la carta di Smith purtroppo occorre studiare un po perche' occorrono basi di non immediata comprensione. Una volta pero' che si e' compreso come "funziona" ci puoi fare tutto. Ti consiglio di leggere l'appendice che si trova nelle ultime pagine del libro di Nerio Neri "ANTENNE linee e propagazione" volume 1. tanto per avere una infarinatura generale. Non sarebbe male se conoscessi l'uso dei numeri complessi in quanto sono la base dei calcoli su tale strumento grafico.
Spero di essere di aiuto.
73'

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