Archivi categoria: Strumenti di Misura

Preamplificatore ADS-B

Ho acquistato un piccolo preamplificatore RF per la banda aerea dei 1090MHz. Lo ho comperato qui ed è arrivato con la solita flemma orientale (la chiave di ricerca è Aviation ADS-B special low noise amplifier).

preamplificatore ADS-B

Un bell’oggettino, interamente in metallo e corredato di connettori SMA di fattura dignitosa. Non ho resistito alla tentazione di fargli fare un giro con il Noise Figure Meter che ho in ufficio (Agilent N8972A e testina N4002A).

preamplificatore ADS-B misura

Sono molto soddisfatto, le caratteristiche esibite dall’oggetto sono davvero molto buone, come mostrano le figure qui sotto.

preamplificatore ADS-B GAIN  preamplificatore ADS-B NOISE

Non vedo l’ora di installarlo!!!

KeySight

Puntuale come l’affito anche quest’anno è arrivata la possibilità di partecipare ad un seminario della KeySight  (altro non è che la divisione strumenti, misura ed elettronica della buona vecchia Agilent). Stavolta il seminario si è tenuto al Museo Della Scienza e Tecnologia a Milano con argomento riguardante i sistemi di misura ad RF e microonde.

I contenuti del seminario sono sempre di altissimo livello, quest’anno impreziositi dalla presenza di un intervento dal taglio accademico del Dott. Mario Caironi (IIT) e relativo alle possibilità offerte dai materiali organici per la realizzazione di circuiti stampati e componenti elettronici (CMOS). Si trova qualche informazione qui e qui.

Dal punto di vista della strumentazione sono rimasto molto colpito dal nuovo analizzatore di spettro della serie UXA, con uno schermo grosso come un televisore e touch. Magnifico davvero, soprattutto per le innovazioni che introduce: nuovo funzionamento del sistema di sweep, che adesso compensa automaticamente la distorsione introdotta dal filtro RBW in modo da minimizzare sempre il tempo di scansione. Nuovi anche i mixer esterni, adesso USB-powered e con un solo cavo di collegamento allo strumento. Nuove le funzioni di low noise, con baypass di alcuni stadi per ottimizzare il rumore alla ricerca dei segnali con più basso S/N. Soprattutto nuovo l’oscillatore: tutto in tecnologia DDS funzionante a più di 14 bit su un range vastissimo (7.4GS). Interessante la possibilità di lavorare con la FFT a blocchi di 510MHz.

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Impressionante è anche la parata di apparati che è stata messa in opera per dimostrare le potenzialità di generazione di segnali arbitrari. Alla base di tutto c’è il M9505A mainframe con cassetto M8190A. Si tratta di una unità in grado di generare un segnale in banda base con 12.5 GS/s asservito ad un calcolatore sul quale gira MatLab Il segnale viene dato in pasto ad un generatore modulabile (Vectro Signal Generator – E8267D)  che agisce da Upconverter fino a 44GHz. Il segnale modulato viene ricevuto da un analizzatore di spettro della famiglia PXA, il modello N9030A. Il segnale viene prelevato dalla IF ed inviato ad un Oscilloscopio della serie Infiinium (MSO-S 804A) che lo demodula in tempo reale in modo vettoriale. Impressionante vedere sullo schermo dell’oscilloscopio 6 sottosezioni in cui erano mostrati lo spettro in banda base, i simboli, il MER e tante altre informazioni. Ipnotico.

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Nel vedere il FieldFox mi si è slogata la mascella. Si tratta di un analizzatore portatile molto compatto e dal peso di 2kg. L’oggetto funziona come VNA (si… vettoriale) a due porte, TDR, Analizzatore di spettro con tracking generator e voltmentro selettivo. Il tutto fino a 26.5GHz in scioltezza. Il prezzo è di quelli che “fanno male” ma pensare che in uno strumento solo ci sia così tanta possibilità di misura è davvero imbarazzante. In pratica si potrebbe comperare solo quello per avere un mostriciattolo in grado di rimpiazzare la maggiore parte degli strumenti del laboratorio. Purtroppo no foto. L’emozione era troppa.

Appena entrato in sala faceva bella mostra di se un oscilloscopio digitale di quelli “TOP”, che visualizzava un segnale con una risoluzione temporale nell’ordine di 1ns (era un modello con 25GHz di banda). Il sistema era in demo per mostrare come sia possibile, attraverso opportuni algoritmi, compensare il comportamento dei cavi e dei connettori sia in ampiezza che in fase in modo da minizzare gli errori di misura e l’incertezza nella misura della ISI e del Jitter. In pratica i furbastri hanno integrato nell’oscilloscopio un generatore in grado di emettere un gradino estremamente ripido (<13ps) che eccita quindi uno spettro molto alto. Questo segnale viene immesso nel cavo da caratterizzare e consente di ricavare la funzione di trasferimento del sistema che verrà poi compensata attraverso FPGA. Non fa i miracoli, per caratterizzare a pieno una linea è sempre il VNA lo strumento vincente, ma in tutte quelle situazioni in cui il VNA non c’è o non è possibile usarlo… è possibile metterci una pezza molto efficace.

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Ultimo, ma non per importanza, il sistema di analisi della potenza per sistemi in corrente continua modello N6705B. Si tratta di un dispositivo modulare che può lavorare come source o sink di tensione e corrente continua ed è in grado di caratterizzare a pieno un dispositivo misurandone il consumo in potenza o in energia nel tempo. La cosa molto interessante di questo sistema è nella possibilita, attraveso un opportuno software, di potere effettuare il calcolo dell’energia fornita al sistema utilizzando una comoda piattaforma grafica. Costa un patrimonio, ma sarebbe davvero utile per i progetti che stiamo portando avanti.

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E’ tutto. Per questa volta.

National Instruments VST

Oggi ho avuto la possibilità di mettere le mani su un sistema molto interessante prodotto da National Instruments: il VST, acronimo di Vector Signal Transceiver.

In soldoni si tratta di un dispositivo in grado di funzionare contemporaneamente da generatore vettoriale (quindi modulabile attraverso i segnali I/Q in banda base) e ricevitore vettoriale (quindi in grado di demodulare praticamente ogni tipo di segnale). Maggiori dettagli QUI

Si tratta di un sistema basato su bus PXI, composto pertando da tre moduli fondamentali:

  • lo chassis, che ospita i moduli e può essere declinato in diverse dimensioni;
  • il modulo di controllo;
  • i moduli aggiuntivi.

Attraverso questo paradigma è possibile cucirsi addosso uno strumento, integrando solo i moduli che effettivamente servono, ed aumentando la scalabilità nel tempo.

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Il sistema che è stato presentato è in grado di lavorare da 65MHz a 6GHz con una larghezza di banda di 80MHz in tempo reale. Si presenta particolarmente bene, con numerosi connettori e possibilità di estrazione ed inserimento dei segnali:

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A tutti gli effetti si tratta di uno “strumento definito dal software”, il primo programma che ho avuto il piacere di testare è quello che replica le funzioni di un generatore e analizzatore vettoriali.

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In pratica ho generato un segnale e mi sono messo a giocare con SPAN e RBW per vedere quanto riuscivo a scendere. I risultati mi hanno impressionato. Qui si lavora con una FFT in tempo reale, pertanto scendere a RBW imbarazzanti è un attimo. Notevole anche il livello di rumore minimo ottenibile.

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Qualche riflessione. Le possibilità di misura e di studio offerte da una sistema di questo tipo vanno davvero oltre l’immaginazione. Nel breve “hands-on” di questa mattina sono stato in grado di generare e studiare segnali confacenti agli standard GSM – LTE – GPS, il tutto armeggiando solo con mouse e tastiera. Per la didattica sarebbe un toccasana, per lo sviluppo di nuovi dispositivi o la certificazione di esistenti, idem. Questa è infatti la chiave di lettura di questo sistema. Non possiamo paragonare il VST ad un analizzatore di spettro da rack con tracking. Certo, funziona ANCHE in quel modo ma non nasce per queste applicazioni.

La vera potenza del sistema è il software, che consente di fare funzionare i due dispositivi come richiesto dallaparticolare esigenza di misura o di studio. Anche il punto debole di questo sistema è nel software: basta scrivere qualche idiozia per trovarsi immediatamente con risultati dubbi o del tutto errati (basti pensare agli errori di troncamento).

Ritengo che questi sitemi SDR (…perchè in fondo di questo si tratta…) caratterizzeranno la nostra vita in laboratorio nei prossimi anni. Pertanto, invece che dubitare del software, sarebbe meglio iniziare a capire come scriverne di ottimo, in modo da non trovarsi troppo in difficoltà quando verrà il momento di rimpiazzare il buon vecchoi AMIQ ed SMIQ.

Software Defined Greetings a tutti.

Digitale è meglio!

Ho avuto necessità di effettuare il reverse engineering di un protocollo di comunicazione seriale. Si tratta di capire come viene programmato un dispositivo da un microcontrollore. Avevo già fatto una cosa del genere con un vecchio oscilloscopio Tektronix TDS380.

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Purtroppo il dispositivo con il quale ho a che fare adesso, richiede moltissimi bit di configurazione e “non c’entra” nella memoria dell’oscilloscopio. Non volendo impazzire troppo con il trigger ritardato, ho deciso di usare un’altro strumento. Anche per prendere confidenza con il suo utilizzo. Si tratta di un Tektronix MD= 4104-6.

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Si tratta di uno strumentino piuttosto costoso ma ha una memoria interna davvero notevole, 4 canali analogici e 16 digitali che possono essere utilizzati contemporaneamente. Il risultato dell’analisi del protocollo è magnifico:

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Clock e dati in basso, e la finstra scorrevole in alto per potere selezionare la parte di interesse.

Fantastico!