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Radio Radios logicielles, transmissions numériques, expérimentations HF

Analyseur de spectre et VNA 0-3GHz

Les principaux éléments de l'analyseur (cliquez sur la photo pour agrandir)

Le premier MSA opérationnel du groupe de montage Electrolab réalisé par Michel F1CHM (cliquez sur la photo pour agrandir)

Introduction

Plusieurs sympathisants de l'Electrolab ont porté de l'intérêt au projet de Scotty Sprowls visant à développer un analyseur de spectre modulaire. Ce projet, entièrement open source tant sur le plan hardware que software, a attiré l'attention du tout nouveau groupe d'intérêt "Radiofréquences" de l'association. Il a donc été décidé de construire un ou plusieurs de ces appareils essentiellement pour les raisons suivantes :

• Ajouter un équipement performant et maintenable au laboratoire
• Apprendre en faisant
• Apporter support et contributions à ce beau projet

En effet, après réalisation du premier exemplaire, la volonté est de poursuivre l'aventure en faisant évoluer le design, bien évidemment, toujours de manière libre.

Les informations étant pour le moins éparses sur le sujet (mais nombreuses), ces pages se veulent aussi à la fois un recueil et un point de repère pour toute personne ayant la volonté de se lancer dans l'aventure.

Descriptif

La description originale de Scotty Sprowls est visible, sur le web, à cette adresse : http://www.scottyspectrumanalyzer.com/

Un groupe de discusion Yahoo sert de lien à la communauté anglophone intéressée par ce projet http://groups.yahoo.com/group/spectrumanalyzer/

De manière très sommaire, cet instrument peut être décrit comme une "interface de mesure". Pour fonctionner, il doit être associé à un microordinateur, lequel se charge à la fois du pilotage des différentes sections de l'appareil ainsi que de l'affichage des mesures effectuées. La liaison entre l'interface et l'ordinateur s'effectue soit via le port parallèle,soit via une interface USB. Le logiciel de pilotage a été conçu en Basic sous Windows, et un portage en Python est disponible sous Google Code.

Démarré en janvier 2001, c'est bien entendu un projet qui a beaucoup évolué avec le temps. D'un analyseur de spectre relativement rudimentaire 0-1GHz dans ses premières versions, c'est devenu au fil de temps un bel appareil 0-3GHz, avec générateur de tracking intégré, et la fonction d'analyseur de réseaux vectoriel.

La raison de cette vigoureuse évolution du projet est une conception extrêmement modulaire dès les toutes premières versions. Aujourd'hui, il s'agit d'une vingtaine de circuits imprimés aux fonctions très distinctes. Il a donc été facile aux divers contributeurs d'améliorer telle ou telle fonction en modifiant (voire en reconcevant) tel ou tel circuit.

Il faut noter ici que Scotty n'a jamais commercialisé aucune version de son design, pas même sous forme de kit de PCB ou de de composants. La description est donc bien uniquement une description au sens où les schémas, fichiers de routage, et descriptifs de mise au point de chaque carte constituant l'appareil sont disponibles et en libre accès.

Pour illustrer l'aspect très modulaire du "Scotty", on peut voir que différents niveaux de "finition" sont possibles :

• Basique : c'est un "noyau" permettant d'extension aux niveaux suivants. Il s'agit de l'analyseur de spectre fonctionnant en trois gammes : 0-1GHz, 1-2GHz, et 2-3GHz (voire plus haut si l'on utilise un mélange harmonique)

• Niveau 2 : Ajout du générateur de tracking (avec des fonctions plutôt plaisantes comme la possibilité d'introduire un offset de fréquence entre la fréquence générée et celle d'analyse). On peut, à ce stade, effectuer de l'analyse de réseaux scalaire (pas d'information de phase). Un outil logiciel permettant de faire de l'analyse de quartz est disponible.

• Niveau 3 : Ajout de la fonction d'analyse vectorielle de réseaux (VNA). Il s'agit d'ajouter l'information de phase à l'appareil niveau 2. Les possibilités sont gigantesques, et de nombreux outils logiciels permettent de faciliter la vie de tout électronicien (mesure d'impédance, analyse de filtres, mesure de composant, conversion de modèles série / parallèle, mesure de caractéristiques de lignes de transmission, analyse d'antenne...).

Bien entendu, l'appareil auquel nous nous intéressons est celui répondant à l'éventail de besoins le plus large. Toutes les considérations qui viennent ci-après concernent donc un appareil "niveau 3".

La dynamique de l'analyseur de spectre modulaire (MSA) dépend du filtre de résolution utilisé. Avec un filtre de 2kHz, la dynamique est de l'ordre de 100dB. En mode vectoriel, la mesure de phase est valide sur une dynamique de l'ordre de 90dB.

Specifications du MSA :

Version de base

Système à double changement de fréquence. Première F.I. à 1013,3 MHz, seconde F.I. à 10.7 MHz.

Plage de fonctionnement : 10 KHz à 1 GHz, 1-2 GHz (Option filtre 2G), et 2-3 GHz

Résolution en fréquence < 6 Hz

Sensibilité -110 dBm

Dynamique supérieure à 85 dB, selon la résolution de la bande passante

Resolution d’amplitude 0.04 dB ou mieux

Resolution de bande passante selon le filtre adopté (l’auteur utilise des filtres 1 kHz, 4 kHz et 30 kHz)

Facteur de bruit <23 dB

Bruit de phase -91 dBc/Hz, @ 1 MHz, 10 KHz de la porteuse

Réjection de la fréquence image (dans la bande) meilleure que -100 dBc

Intermodulation (IMD) -60 dBc ou mieux

Puissance Max du signal HF d’entrée = +13 dBm; DC= 20 ma

Nombre de modules SLIM : 11, et un filtre à cavités coaxiales

Coût $300 à $500, selon options. Bien inférieur avec une « boite à çà peut servir » bien remplie

Specifications du générateur de tracking MSA/TG

Fréquence de sortie < 1 Hz à 1000 MHz @ -11 dBm, +/- 1 dB (différence)

2000 MHz à 3000 MHz @ -14 dBm, +/- 2 dB (somme)

1000 MHz à 2000 MHz @ -20 dBm, +/- 2 dB (feedthru)

1000 MHz à 2000 MHz @ +9 dBm, +/- 1 dB (bypass option)

Nombre de modules SLIM 3 qui s’ajoutent au MSA « version de base »

Coût $85 à $100, selon options

Specifications de l’extension Analyseur Vectoriel (VNA), MSA/TG/VNA

Plage de fonctionnement identique à celle du MSA de base (0-1 GHz, 1-2 GHz, 2-3 GHz)

Plage dynamique instantanée plus grande que 70 dB

Résolution de phase : 0,1 degré ou mieux

Nombre de modules SLIM 2 qui s’ajoutent au MSA /TG

Coût $16 à $25, selon options

Les différents éléments nécessaires et coûts réels

Le principal avantage du « Scotty » est d’être modulaire. Tant mécaniquement et électroniquement que financièrement. En d’autres termes, rien n’interdit à un amateur de se lancer dans la fabrication d’un MSA et de limiter ses achats à « un module par mois » ou moins. Dans sa version la plus minimaliste (analyseur 1 GHz, sans générateur de tracking ni analyseur vectoriel), Scotty a estimé (voir son tableau ) que la dépense minimale était de 241 dollars, soit 180 euros. En d’autres termes, le prix moyen d’un module est de 16 euros, il y en a 11, ce qui veut dire qu’en commençant tout de suite, le père noël vous apportera votre MSA pour l’hiver 2012 et la facture aura été indolore.

Mais ce calcul est légèrement biaisé et l’étalement des dépenses un peu plus complexe.

Fonctionnement du MSA

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.

Analyse du système

Gain de conversion

Bilan des puissances :

• MIXER1 : -6.5dB
• Cavité coaxiale : -7dB
• MIXER2 : -6.5dB
• Ampli FI : +40dB
• Filtre de résolution : # -4dB pour bande passante de 2.2kHz.

Total : +16dB

Bien entendu, ce n'est qu'un ordre de grandeur... Les sources de dispersions sont nombreuses, en particulier au niveau des filtres homemade (filtre de résolution et cavité).

Sensibilité

Pour un analyseur de spectre, la sensibilité peut être définie comme étant la puissance minimale d'un signal CW à l'entrée de l'appareil permettant de le mesurer et de quantifier sa sa puissance. Ici, la sensibilité est essentiellement dépendante du détecteur logarithmique, mais le filtre de résolution joue aussi un rôle déterminant (voir paragraphe sur le niveau de bruit).

On considèrera ci-après que le filtre de résolution a une bande passante de 2.2kHz.

• Pour la mesure d'amplitude :

C'est le niveau de puissance à l'entrée qui cause une augmentation du niveau de bruit. Analog Devices spécifie le niveau de bruit de l'AD8306 comme étant -91dBV (28.18µV). Grâce au transformateur d'un rapport 1:4 sur l'entrée 50Ohms du module de détecteur logarithmique, la tension à ce point doit donc être de 7.045µV (-90dBm). Le gain du MSA étant de 16dB, cette puissance est obtenue pour un signal d'entrée à -106dBm.

• Pour la mesure de phase :

C'est la puissance d'entrée qui cause une déviation de plus de 2° de la sortie limitée du détecteur logarithmique. Analog Devices spécifie cette puissance pour l'AD8306 à -73dBV. C'est équivalent à -72dBm à l'entrée du module de détection log. En prenant en compte le gain de conversion de 16dB du MSA, on arrive donc à une puissance d'entrée minimale de -88dBm pour effectuer une mesure de phase.

Puissance d'entrée maximale

• Puissance maximale avant destruction : selon les spécifications du Mini-circuits pour le mélangeur d'entrée (AD-11X), il ne faut pas dépasser +17dBm (50mW).

• Puissance maximale avant dégradation des performances :
  • Mesure d'amplitude :+9dBV sur l'AD8306 selon les spécifications d'Analog Devices, et donc -6dBm / 50Ohms à l'entrée de l'analyseur.
  • Mesure de phase : +3dBV sur l'AD8306 selon les spécifications d'Analog Devices, et donc -18dBm / 50Ohms à l'entrée du MSA

Dynamique

La dynamique est la différence entre la puissance maximale et la puissance minimale acceptable à l'entrée du MSA.

• Mode analyseur de spectre : de -106dBm à -6dBm = 100dB
• mode VNA : de -88dBm à -16dBm = 70dB

     Les essais réels montrent des résultats bien meilleurs, notamment 
     pour la dynamique en mode VNA. Les opérations d'étalonnage permettent
     de travailler bien au-delà des spécifications de l'AD8306.

Niveau de bruit

L'analyse préliminaire réalisée ci-dessus concernant les bilans de puissance prend pour hypothèse que le niveau de bruit de l'analyseur est déterminé par le niveau de bruit du détecteur logarithmique. Ce paragraphe décrit les raisons de cette hypothèse :

Citation de Scotty Sprowls :

"The Input Noise Floor of the MSA is determined by the self generated noise of all the circuits within the MSA. That is, it is assumed that there is no "real" signal entering the MSA to be measured by the Log Detector. This is a reality if the MSA is commanded to any frequency that does not create spurious signals. Spurs are explained near the end of this page. The devices, Mixer 1 and Mixer 2 do create noise, but their total level is below the physical noise floor of -174 dBm/sqrtHz (a 1 Hz bandwidth).

Therefore, the total noise created in the MSA is the combination of the two I.F. Amplifiers and the Log Detector. The first I.F. Amplifier has a noise figure of 3 dB and a gain of 20 dB. The broad-band noise generated by the first amplifier is = -174dBm +3dB(amp noise figure) +20dB(gain) = -151 dBm /sqrtHz. The second amplifier (20 dB gain) increases the noise to -131 dBm /sqrtHz. The total output noise is decreased by the bandwidth of the Final Xtal Filter, plus its loss. (Assume the bandwidth is 2.2 KHz, with -4 dB loss). The total noise at the input to the Log Det SLIM = -131 dBm /sqrtHz + 10logBW(2.2KHz) - 4dB(filter loss) = -131 +33.4 -4 = -101.6 dBm. This total noise value of -101.6 dBm is much lower than the input noise floor (-90 dBm) of the Log Detector. This means that the Log Detector is determining the noise floor and that previous assumption that the MSA Dynamic Range of 100 dB is valid.

If the 2.2 KHz Final Xtal Filter is replaced with a 15 KHz bandwidth filter, the noise floor will increase. The total noise at the input to the Log Det will be: Total noise = -174dBm +3dB(amp noise figure) +20dB +20dB +10logBW(15KHz) -4dB(filt loss) = -89.2 dBm. This total noise level is .8 dB greater than the -90 dBm noise floor of the Log Detector. Therefore, the circuitry in front of the Log Detector Module determines the MSA input noise floor, not the Log Detector. Using the MSA Gain figure of 16 dB, the minimum signal level at the input to the MSA is now -105.2 dBm. Therefore, the Dynamic Range of the MSA with the 15 KHz filter is 99.2 dB (-105.2 dBm to -6 dBm)."

Construction du MSA

Le MSA est conçu pour être construit selon une chronologie bien établie. En la respectant, non seulement les chances d'arriver au bout du projet augmentent drastiquement, mais en plus, les problèmes de test et de mise au point sont grandement simplifiés.

L'ordre de construction est le suivant :

• Note de montage importante : A lire avant montage des SLIM ADC et PDM
• Carte d'interface : SLIM-CB-NV
• Détecteur de phase : SLIM-PDM (pour l'extension VNA -> réalisé pour la gestion des alimentation, mais ne sera testé qu'à la toute fin...)
• Convertisseur analogique / numérique 16bits : SLIM-ADC-16
• Carte de commutation vidéo Prototype
• Détecteur logarithmique : SLIM-LD-8306
• Oscillateur principal : SLIM-MO-64
• Oscillateur DDS 1 : SLIM-DDS-107 (et module DDS 3 identique pour le générateur de tracking)
• Filtres à quartz de résolution
• Mélangeur 2 : SLIM-MXR-2
• Mélangeur 1 : SLIM-MXR-1
• Mélangeur 3 : SLIM-MXR-3 (pour le générateur de tracking)
• Mélangeur 4 : SLIM-MXR-4 (pour l'extension VNA)
• Oscillateur PLL 2 : SLIM-PLO-2
• Oscillateur PLL 1 : SLIM-PLO-1 (et PLL 3 identique pour le générateur de tracking)
• Filtre à cavités et filtre SAW ***
• Amplificateur FI : SLIM-IFA-33

Modules optionnels (hors pcb BG6KHC)

• Ampli HF VNA : SLIM-RFA-1 Rev 0
• Commutateur de filtre : SLIM-2P4T
• Commutateur de filtrage "video" SLIM-VideoFilter
• Amplificateur à gain variable F.I. pour le détecteur log ampli-log
• Duplexeur/commutateur 1-3G/2G Duplexeur
• Platine de commande des relais coaxiaux d'entrée (fwd/Rev et Trans/Refl) Commutation (article en cours de rédaction)

Pour chacun de ces modules, la page associée rassemble Quatre sections :

• Description technique :

Ce chapitre explique comment fonctionne le module, son rôle au sein du MSA (MSA « de base », TG ou VNA), la nature des signaux entrant et sortants, la manière dont le signal affecte le comportement du module et la manière dont le module transforme le signal. Ce chapitre est systématiquement accompagné du schéma électronique du module SLIM considéré. Certain chapitres descriptifs sont accompagnés d’instruction de montage sortant du cadre des « modifications » et servant essentiellement à optimiser le comportement du module.

Le début de chaque chapitre comporte les liens externes pointant sur la BOM (Bill of material, liste des composants du module), un dessin du PCB servant au repérage des composants en cours de montage, et un fichier au format Express-PCB pouvant servir à la commande de circuits imprimés auprès de ce sous-traitant. Il est à noter que le programme Express-PCB est totalement propriétaire, qu’il ne délivre aucun fichier Gerber et oblige ses utilisateurs à employer les services de l’entreprise en question (société située aux USA). Il est toutefois possible d’effectuer des sorties imprimante des circuits pour en tirer directement des transparents à l’échelle 1 si l’on ne souhaite pas reprendre le « cuivre » avec un outil CAO plus sérieux.

• Instructions de construction :

Il s'agit ici d'aborder les considérations et modifications que l’on doit apporter aux SLIM lors de leur intégration au sein d’une architecture MSA. Lors de l’intégration et de la construction de votre MSA, nous vous conseillons d’imprimer cette documentation. Créez-vous un dossier avec le diagramme général, le plan de disposition des modules, le schéma de câblage général ainsi que tous les schémas de chaque SLIL (les possesseurs de « tablet » et « pen computers » seront privilégiés). Ceci fait, je vous conseille d’annoter au feutre rouge chaque mise à jour de la documentation ou noter vos modifications réalisées en fonction des instructions « spéciales » qui vont suivre. De cette manière, vous constituerez un document que vous pourrez conserver et qui retracera l’historique de votre système, lequel sera fort utile lors de l’intégration de nouveaux modules ou de modifications de design dans le futur. Et puis... Ce document sera également indispensable pour pouvoir trouver de l'aide en cas de problème. A toute question, on vous demandera invariablement « Quelle est votre configuration de MSA ? » Or une image (celle de votre « cahier de montage » scanné) vaut un million de mots.

• Instructions de validation :

Egalement intitulé « Test Unitaire », ce chapitre est une procédure de test pas à pas de vérification du bon fonctionnement des modules un à un. En règle générale, la procédure débute par une vérification des relevés statiques de tension importants, check liste généralement suivie par un test « en condition » des fonctions dynamiques (HF).

• Platine bg6khc :

Comme son nom l'indique, cette section est spécifique aux détails de montage, modifications, adaptation et différences des circuits imprimés vendus par Yanjun Ma BG6KHC. Chaque chapitre contient au moins une photographie haute définition du module construit

Le MSA s’utilise lui-même pour se tester et se calibrer. Chaque chapitre débute donc par les instructions de raccordement des différents modules à raccorder. L’ordre de test est donc très important, puisqu’il est impossible de tester un module avec d’autres modules qui n’ont pas encore été testés et validés.

Cet ordre est le suivant :

• Carte de Commande
• Convertisseur A/N
• Détecteur Logarithmique (préréglage grossier)
• Maître Oscillateur
• DDS 1
• DDS 3 (extension générateur de Tracking)
• Détecteur log (test final)
• Filtre à quartz de résolution
• Mélangeur 2
• Mélangeur 1
• Mélangeur 3 (extension générateur de Tracking)
• Mélangeur 4 (extension VNA)
• PLL, test préliminaire
• PLL 2
• PLL 1
• PLL 3
• PLL, réglage des fréquences et tests de puissance
• Détecteur de phase
• Filtre à cavité coaxiale
• Amplificateur Fréquence Intermédiaire

Pour des raisons de simplicité, les batteries de tests sont regroupés par famille de modules (DDS, mélangeurs, PLL etc). Le préréglage du détecteur log, par exemple, se trouve en fin de chapitre "Test Unitaire" du détecteur log, même si sa mise en oeuvre vient après les chapitres sur les DDS.

Un schéma de branchement situé en début de chapitre de test explique clairement 
quel module doit être raccordé avec quel autre. 

Outre le MSA lui-même, il est recommandé d’avoir sous la main une série d’atténuateurs (10, 20, 5 et 2 dB) ou un atténuateur pas à pas capable de passer de 0 à 3 GHz, un voltmètre (3,5 digits conseillé) et un oscilloscope (entre 20 et 100 MHz de bande passante). Certains tests d’optimisation, tel que celui du détecteur logarithmique, peuvent être conduit si l’on possède un générateur de signal HF avec sortie variable (0/-100 dBm environ).

Enfin, il est conseillé de se fabriquer un petit cordon en câble coaxial semi-rigide terminé par deux connecteurs mâle et possédant un condensateur de 100 nanofarads en série. Ce cordon spécial, baptisé « DC Block » au cours des différentes procédures de test, sert à couper la composante continue présente sur la sortie de certains modules et rendre compatible cette sortie avec des entrées qui sont galvaniquement mises à la masse (et qui provoqueraient donc un méchant court-circuit en cas de branchement irréfléchi). La poursuite de certains tests en l’absence de ce module « DC-Block » peut provoquer la destruction d’un des modules en cours de test.

un raccord "coupeur de composante continue" (Cliquez sur la photo pour l'agrandir)

La complexité extrême de ce montage électronique nous contraint d'ajouter le schéma, lequel nous a coûté de nombreuses heures de travail avec un outil de CAO de 5eme génération

Le schéma du "coupeur de composante continue" (le fait de cliquer pour l'agrandir ne le rendra pas plus compréhensible)

Comme la vie, l'univers et tout le reste se résume à deux choses (le nombre 42 et l'art d'associer avec harmonie le genre masculin et le genre féminin), nous ne saurions trop conseiller de monter un DC-Block tel que celui illustré ci-dessus, c'est à dire constitué d'un tronçon de cable semi-rigide et de deux connecteurs. Il faut noter que tous les modules sont équipés de connecteurs femelle... pour intercaller un coupeur de composante continue entre deux modules, il faut qu'il soit lui-même doté de deux connecteurs, l'un mâle, l'autre femelle (ce qui n'est pas le cas de l'exemple ci-dessus). Un simple DC-Block fait avec deux prises SMA "chassis" serait bien plus simple à réaliser, mais nécessiterait à son tour deux adaptateurs mâle-mâle au moins d'un coté. Ce qui contribuerait à fausser certains calculs de pertes d'insertion, tout çà pour ajouter une capa ridicule.

Mise au point et validation globale

William Sprowls a rédigé deux documents concernant l'étalonnage d'une part et le dépannage du MSA d'autre part. Dans un premier temps, seule la partie "validation" est en cours de traduction.

Etalonnage du MSA

Lien direct vers les instructions d'étalonnage

La section "Validation/Etalonnage" est à suivre pas à pas une fois que le montage électronique du MSA est achevé et que les "Tests unitaires" ont été couronnés de succès. Nous conseillons aux personnes ayant atteint ce stade de la réalisation de n'aborder ce chapitre qu'une fois le MSA assemblé dans son boitier ou rack définitif, avec un câblage refait "à neuf" proprement routé et fretté, les plans de masse vérifiés, les entrées et sorties coaxiale reliées avec des câbles montés "étanches à l'eau" (couple de serrage des prises SMA vérifié ou liaisons directes proprement soudées). Si ces prérequis ne sont pas respectés, les opérations de réglage ne pourront garantir des réultats de mesure reproductibles, fiables et précis.

Le texte original en Anglais est disponible à l'adresse http://www.scottyspectrumanalyzer.com/msasetcal.html

Dépannage du MSA

La section dépannage - ou"troubleshooting guide"- demeure en anglais, la somme de travail nécessaire à sa traduction (et validation) ayant été jugée moins prioritaire que d'autres sections (manuels d'utilisation, procédure d'étalonnage finale etc). En cas de difficulté, n'hésitez surtout pas à vous inscrire sur la Mailing List de l'Electrolab pour demander de l'aide à l'un des membres de l'équipe.

Mise en oeuvre et Exploitation

Cette section, probablement la plus importante de tout le Wiki, regroupe :

• Une description très généraliste de l'interface d'utilisation du logiciel de pilotage du MSA (version Anglaise, version Française)

Les différents manuels d'utilisation et de configuration rédigés par Sam Wetterlin et notamment :

• Introduction à l'analyse de spectre (Version Anglaise, Version Française)
• Introduction à l'analyse vectorielle (en mode transmission) (Version Anglaise, Version Française)
• Introduction à l'analyse vectorielle (en mode réflexion) (Version Anglaise, Version Française)
• Guide d'utilisation de l'analyseur de spectre (Version Anglaise, Version Française)
• Guide d'utilisation de l'analyseur vectoriel (Version Anglaise, Version Française)
• Comment utiliser le MSA en mode Analyseur vectoriel (Version Anglaise, Version Française)

- calibres OSL et standards d'étalonnage (Version Anglaise, Version Française)

- les ponts de mesure et de réflexion (Version Anglaise, Version Française)

- les interfaces de test série (Version Anglaise, Version Française)

- les interfaces de test shunt (Version Anglaise, Version Française)

- introduction aux mesure des paramètres S (Version Anglaise, Version Française)

- introduction à la lecture de l'abaque de Smith (Version Anglaise, Version Française)

- détermination de l'impédance caractéristique d'un DUT(Version Anglaise, Version Française)

- les stubs coaxiaux (Version Anglaise, Version Française)

- les pertes dans les câbles coaxiaux (Version Anglaise, Version Française)

- l'analyse des filtres et des quartz (Version Anglaise, Version Française)

• Comment mesurer des composants passifs RLC (Version Anglaise, Version Française)
• Comment mesurer le Q des selfs et les composants à Q élevé (Version Anglaise, Version Française)
• Comment adapter des filtres d'impédances différentes (Version Anglaise, Version Française)

Outre ces documents relatifs à l'utilisation de l'appareil, Sam Wetterlin a également publié plusieurs articles décrivant des "modules complémentaires" destinés à améliorer ou étendre les fonctions de l'analyseur. Et notamment :

• Un pont de mesure actif (Version Anglaise, Version Française)
• Un amplificateur de mesure/étage d'isolation (Version Anglaise, Version Française)
• Une commande automatique de gain pour le MSA (Version Anglaise, Version Française)
• Un détecteur logarithmique amélioré (Version Anglaise, Version Française)

  Ces documents représentent la somme des manuels d'utilisation et des protocoles de mesure d'un analyseur de spectre/TG/VNA
  en général et du MSA en particulier. Ces documents peuvent être imprimés, reliés, et doivent cotôyer l'instrument, 
  au même titre que tous ses plans électroniques et notes de montage particulières. 
  Il s'agit là de la véritable documentation du MSA.

Ressources

Articles de vulgarisation

En Français et avec une approche pédagogique remarquable, les cours d'instrumentation, théorie de l'analyse de spectre de Jean Philippe Muller, du Lycée Louis Armand de Mulhouse. Cette série de cours (niveau BTS) porte sur une foultitude de sujets liés à la radioélectricité. Notamment :

- Un module sur l'analyse spectrale

- Un cours sur l'architectureet le principe de fonctionnement d'un A.S.

- Une série de vidéo très bien vulgarisées sur les lignes de transmission, les oscillateurs, les modulations (AM, FM), l'Histoire des télécoms

Il est vivement recommandé de commencer la série en regardant Les bases de l'analyse spectrale et Les applications de l'Analyse Spectrale

Il va sans dire que tous les autres modules et cours, accompagnés d'exercices théoriques, sont à lire sans retenue.

Extension 12 GHz pour le MSA à 3 Euros : Convertisseur de fréquence modifié par f6CXO à partir d'une tête de réception TV Sat vendue par Rota Franco pour une misère

Conventions de langage, jargon d'électronicien, expresions du domaine de la radio

Link Initiation aux boucles à verrouillage de phase destinée au débutants

Analyseur de Spectre, Analyseur Scalaire, Analyseur Vectoriel... qui fait quoi ?

Fred PA4TIM a écrit 8 articles de vulgarisation plus particulièrement destinés aux possesseurs d'analyseurs vectoriels "VNWA" conçu par Tom DG8SAQ. Ce sont là 8 petits bijoux de simplicité, de pédagogie, qui n’exigent aucune connaissance particulière et ne font pas appel aux mathématiques.

Cette « introduction à l’usage pratique du VNA » doit être lue par tout jeune Padawan suivant le chemin des chevaliers Jedi de l’analyse, et ce quelle que soit son arme de prédilection : VNWA, MSA, N2PK ou superbe occase dénichée sur eBay.

Une série de pages spécifiques a été consacrée à ces tutoriels ainsi qu'à divers articles plus particulièrement destinés à l'usage du VNWA de DG8SAQ (ainsi qu'au N2PK avec le logiciel VNWA et MyVNA)

Description

Le "machin" : http://www.scottyspectrumanalyzer.com/

Manuels et usages : http://www.wetterlin.org/sam/

Appro des composants

• "kit" de pcb et boitiers de blindage réalisé par BG6KHC (Yanjun Ma) : http://www.qsl.net/bg6khc/my_version2.htm

-> Le 1/2/2011 : 45$ pour les 20 PCBS, 50$ pour les boîtiers alu usinés + 30$ de frais de port (les 20 boîtiers sont lourds).

• "kit" composants Mini-Circuits :

Mini-Circuits europe (UK) a sur demande un kit spécial "scotty" qui a pour référence KXMA-1+. Le tarif est fortement ristourné (après vérification sur le site web, c'est effectivement de la philanthropie de la part de Mini-Circuit).

->Le 18/11/2011 : 82€ + 20€ de frais de port = 102€.

Pour commander les composants Mini-Circuits aux tarifs négociés originellement par Scotty Sprowls, il est nécessaire d’effectuer une demande de devis par email, en faisant référence au

« kit KXMA1+ »

(ce document est un fichier d'exemple à expurger pour y insérer vos coordonnées). Le courriel doit être envoyé à l’attention de Monsieur Peter Gaines, PETER@UK.MINICIRCUITS.COM

Une fois le devis accepté, signé et renvoyé (scannez la feuille remplie à la main par exemple), vous devez joindre un autre document rempli et signé. C’est la

« déclaration d’utilisation d’utilisateur final»

C’est en quelque sorte un document qui prouve que vous n’utilisez pas ces composants à des fins militaires ou terroristes. Ce document est important et doit être rempli sérieusement, sous peine ne de se voir refuser la commande (il s’agit d’une contrainte légale qui touche toutes les entreprises US à l’export, et non un excès de paranoïa de la part de ce fournisseur en particulier).

A noter que le règlement de cette facture ne peut se faire que par carte de crédit, dont les numéros, date d'expiration etc doivent être communiqués par courriel à Monsieur Gaines. Cette opération peut en refroidir certains, et inciter d'autres à utiliser une procédure de chiffrement des correspondances. Précisons toutefois qu'il s'agit là d'une pratique de Mini-Circuit UK en vigueur depuis plusieurs années, et qui n'a jamais soulevé le moindre problème.

Le filtre à cavité peut être soit commandé en kit (soudure au four) soit de fabrication "maison". Le kit est proposé par Len Spiker (redmond2@iinet.net.au), qui lance quelques productions à un rythme très variable dépendant de la demande de la communauté. Ce kit, port compris, coûte aux environs de 75$.