Projets:Lab:2011:SA-Scotty:MSA Diagram

= Fonctionnement du MSA = Le schéma d'architecture présenté ci-dessous est celui d'un appareil "niveau 3", avec la fonction VNA.



Selon la gamme de fréquence, les MSA ne fonctionne pas de manière identique. Pour les bandes 0-1GHz et 2-3GHz, on dispose d'une architecture à double changement de fréquence. Pour la bande 1-2GHz, en revanche, seul un changement de fréquence simple est mis en œuvre.

La FI finale est à 10.7MHz. Cette valeur a été choisie afin de pouvoir profiter des filtres standards disponibles dans le commerce. Le détecteur d'amplitude utilisé est un détecteur logarithmique ayant une dynamique de 100dB, et le signal qui en est issu est numérisé par un convertisseur 16 bits.

Configuration commune à toutes les bandes (0-1, 1-2 et 2-3GHz)
Deux oscillateurs locaux (LO1 et LO2), pilotent les deux mélangeurs (Mixer 1 et Mixer 2). LO1 est un synthétiseur hybride (verrouillage de phase classique dont la référence est générée par une sythèse numérique directe -cartes PLL 1 et DDS1-). LO2 dispose simplement d'un verrouillage de phase et génère une fréquence fixe de 1024MHz. Un oscillateur maître à 64MHz est utilisé comme référence.

Une carte de contrôle interface le MSA avec le port parallèle d'un PC.

Opération dans la bande 0-1GHz
La gamme de fréquence d'entrée du MSA est 0-1000MHz, et l'entrée est J2 de Mixer 1. L'oscillateur PLL 1 balaye en fréquence entre 1013.3 et 2013.3MHz. Il est utilisé pour effectuer un changement de fréquence supradyne. La sortie de MIXER1 est sélectionnée à 1013.3MHz à l'aide d'un filtre à cavité coaxiale pour assurer la réjection d'image. Sa sortie est mélangée dans MIXER2 avec le signal issu de PLL 2 à 1024MHz. La fréquence FI finale est donc de 10,7MHz.

Cette FI est amplifiée et filtrée en passant dans le filtre de résolution sélectionné par l'utilisateur.

L'amplitude du signal FI, image du signal d'entrée, est convertie en tension DC par un détecteur logarithmique intégré. Cette tension, homogène à une amplitude en dB, est numérisée par un convertisseur, puis la valeur sous forme digitale est transmise au PC via la carte de contrôle.

Opération dans la bande 2-3GHz
Les signaux dans la bande 2000-3000MHz sont appliqués à l'entrée de MIXER1. PLL 1 balaye en fréquence entre 986.7MHz et 1986.7MHz. On utilise donc pour cette bande le produit de mélange infradyne de MIXER1. A la sortie de MIXER1, La fréquence à analyser est sélectionner à 1013.3MHz avec le même filtre à cavité coaxiale de manière à rejeter les fréquences images. Sa sortie est mélangée avec PLL 2 à une fréquence fixe de 1024MHz afin de produire l'ultime fréquence FI à 10.7MHz.

L'entrée de MIXER1 a des performances dégradées pour des fréquence supérieures à 1000MHz. Bien que système puisse fonctionner ainsi, de    meilleurs résultats sont obtenus en inversant les ports IN et OUT de     MIXER1. L'entrée du MSA devient J3, et la première FI sort sur J2.

Opération dans la bande 1-2GHz
Pour cette bande, la structure du MSA est modifiés pour ne plus avoir qu'un seul changement de fréquence.

PLL 1 balaye en fréquence entre 1010.7MHz et 2010.7MHz. Ce signal d'OL est utilisé sur MIXER1 pour effectuer un mélange supradyne. La FI à 10.7MHs est directement issue de MIXER1, et est simplement passée dans un filtre passe-bas. Après amplification le signal traverse alors le filtre de résolution sélectionné.

Là encore, comme pour la bande 2-3GHz, de meilleurs résultats sont obtenus en retournant les ports in et out de MIXER1.

Le principe de ce simple changement de fréquence (simple hétérodyne) ne permet pas la réjection d'image effectuée pour les autres bandes avec le filtre à cavité coaxiale. Ceci signifie que MIXER1 va produire la même conversion à 10.7MHz pour les fréquences dans la bande 1021.4 à 2041.4MHz... Les signaux d'entrée peuvent donc être à la fois à 10.7MHz SOUS LO1, et 10.7MHz SUR LO1.