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Revision as of 17:55, 9 November 2012

Platine de commutation

Cette platine assure six fonctions distinctes :

- La mesure en mode tranmission/réflexion (Signal Trans/Refl provenant de P4D5 de la carte de commande)

- La mesure en mode direct/inverse, inversion du DUT (Signal FWD/REV provenant de P4D4 de la carte de commande)

- La commutation de plage 0-1/2-3 GHz - 1-2 GHz. Cette dernière envoie envoye un niveau haut ou bas constant au module diplexeur selon la plage sélectionnée, et fait basculer un relais coaxial bistable situé entre J2 de PLL3 et J1 de Mixer 3 (Signal RF-G0 et G1 provenant de P4D3 et P4D2 de la carte de commande)

- La commutation d'un atténuateur programmable 0/70dB 0-4 GHz (des 3 relais bistables )

- La commutation AS/VNA, du mode Analyse de Spectre avec ou sans TG au mode Analyse Vectorielle

- La fourniture des tensions 24V et/ou 15 V compatible avec les relais et atténuateurs utilisés(simple adjonction d'un convertisseur 12/24 V du commerce suivi d'un abaisseur 15 V à base de LM317)

Description Technique

A l'origine, diverses solutions utilisant des composants discrets ont été envisagées par Scotty Sprowls et Sam Wetterlin. Solutions qui ont évolué au fil du temps, mais qui ne peuvent s'adapter à n'importe quelle modification au niveau du relayage. Hors, il est possible de trouver, dans les foires OM ou sur Internet, des relais coaxiaux ou des relais inverseurs (dits "relais transfert") à des prix intéressants. Ces relais présentent des pertes d'insertion très faibles, et garantissent une bonne conservation des caractéristiques d'impédance jusqu'à 18 GHz (détail important si l'on envisage d'ajouter des downconverters en entrée d'analyseur pour effectuer des mesures sur 10 GHz par exemple)

Rien n'interdit non plus à chaque usager de "fabriquer" lui-même ses propres relais coaxiaux en utilisant des relais de la famille Omron G6xx. Seule la tension d'alimentation en amont des transistors FET devra être changée, et aucune modification de la platine de commutation ne sera nécessaire. De 5 à 24 ou 28 V, la carte de commutation peut s'accomoder de toutes les tensions nécessaires. Il est même possible de commander des "panachages" de relais (atténuateurs en 15 V, relais secondaires en 12 V, relais de commutation coaxiale en 24 V) puisque galvaniquement, chaque sortie de Mosfet est indépendante et isolée du reste du montage.

Les ordres d'entrée proviennent de la carte de commande et ne nécessite aucune précaution ou interface particulière. Deux exceptions à celà : le pilotage de l'atténuateur et le basculement du mode "analyseur de spectre/analyseur scallaire" vers le mode "analyseur vectoriel". Ces deux séries de commutation sont pilotées depuis la face avant de l'appareil : un potentiomètre pour l'atténuateur, un interrupteur à bascule pour l'inversion SA/VNA.

Outre les fonctions de commutation de base, la carte pilote un afficheur de type 44780 (2 lignes 16 caractères, 4 lignes 20 caractères etc). Cet afficheur sert essentiellement

- à indiquer la valeur de l'atténuateur d'entrée, lequel n'est pas, à l'heure actuelle, commandé par le logiciel MSA.

- le mode de commutation dans lequel est configuré l'analyseur : mesure du direct ou du réfléchi, mode S21 "normal" ou inversion du DUT S12, fonction analyseur scallaire ou analyseur vectoriel.

Pour simplifier au maximum la conception, il a été décidé d'utiliser une carte Arduino (Mega, compte tenu du nombre d'entrées-sorties nécessaires) et de gérer les délais de commutation, d'excitation de relais, d'affichage etc uniquement par logiciel. Toute modification des modes de commande provenant de la carte de commande principale du MSA ne nécessitera qu'une modification de code Arduino.

Un Arduino Nano ne possède pas -et de très peu- le nombre de sorties nécessaires pour remplir toutes ces fonctions. Si l'on souhaite réduitre la taille de cette carte de commutation et utiliser un "Nano", il faut alors renoncer au pilotage de l'atténuateur d'entrée et de son afficheur LCD associé. Une carte spécifiquement destinée à ce genre de tâche de commutation pure, sans interface homme-machine, est en cours d'étude sous l'appellation "Sequenceur émission-réception".

Schéma du commutateur de mode MSA à base d'Arduino (version au format pdf)

Réalisation

En cours de dessin de pcb

Micrologiciel

En cours de conception Le source du programme sera disponible en téléchargement à partir de cette page

Test Unitaire

- Soudez un fil sur une sortie d'alimentation +5V

- Soudez une résistance de 1 K sur ce fil

- Utilisez la queue de composant libre de cette résistance pour forcer à tour de rôle l'état haut les broches 7,6, 4 et 3 de P2, et vérifiez la présence d'une tension fugitive de 0,5 secondes sur les broches "Source" des Mosfet de commutation de relais correspondants

- Faites varier le potentiomètre RV1 sur la totalité de sa course. Vérifiez la présence d'une tension fugitive aux bornes des broches "Source" des transistors de commande d'atténuateur (attention, commutation en binaire BCD). Tourné totalement sur la droite (sens horaire), cette tension fugitive doit être lue uniquement sur les transistors Q1, Q3 et Q8,en position opposée (sens anti-horaire), cette tension fugitive doit être lue uniquement sur Q2, Q6 et Q9.

Platine bg6khc

Cette carte de commutation n'existe ni dans le jeu de pcb proposé par BG6KHC ni dans la série de modules SLIM des auteurs du projet MSA.