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RF Signal Generator / Power Detector – SynthNV

SynthNV: A 34.4MHz – 4.4GHz USB powered and programmed RF Signal Generator / RF Power Detector.

 

 

 

Product Description

Windfreak사의 SynthNV는 CE certified 제품이며, 34.4MHz 에서 4.4GHz를 지원하는 소프트웨어 제어 RF 신호 발생기 입니다. 윈도우 XP, 윈도우7 그리고 안드로이드에서 USB를 통해 제어 되며, 온보드 RF 파워 디텍터가 내장되어 스윕기능을 사용한 간단한 RF 네트워크 아날라이져기능이 포함되어 있습니다
이 제품은 일반적인 RF신호 발생기로써 사용될 수 도 있고, 또는 RF / 고주파 통신 시스템에 고품질의 로컬 오실레이터로써 사용될 수도 있습니다. 실시간으로 RF 파워를 측정 하고 그래프화 해줄 수 있습니다.

Click here to download the datasheet: SynthNV Datasheet
Click here to read an EDN Review by Ken Wyatt of the SynthNV.

아래 보이는 바와 같이 소프트웨어는 최상위 신호발생기들의 일부분에 불과한 가격으로 프로페셔널한 퍼포먼스를 제공하기에 효율적으로 설계되어 있습니다. 사용자는 터치패드나 PC키보드 또는 버튼을 클릭하는 것으로 원하는 데이터를 입력할 수 있습니다 .

RF sweep generation tab. (Step as fast a 300uS per point. Resolution as low as 1KHz per step.)

 

RF Signal Generator Sweep Settings

 

RF 네트워크 아날라이져 어플리케이션은 Sweep 탭에서 사용 할 수 있습니다. 아래 사진은 1167MHz 밴드패스 필터의 실제 스윕을 보여줍니다. 앱을 풀스크린으로 확장, 교정, 트레이스 홀드 그리고 마커등을 활용하여 사용자의 서킷의 성능을 쉽게 측정할 수 있습니다.

아래 사진은 throughput measurement 입니다. 리턴로스 / VSWR 어플리케이션 노트를 통해 리플렉션 측정을 보여줍니다.

Note : SynthNV는 밴드패스 필터나 로우패스 필터와 더 잘 동작하며, 하이패스 소자를 사용할 경우 하모닉의 발생으로 애러가 발생할 수 있습니다.

RF Scalar Network Analyzer Application

 

RF power measurement tab. (Continuously measure broadband RF power at Jll [10].)



RF Power Detector Tab

 

RF Amplitude Modulation tab. (Send burst or continuous AM with modulation rates up to 5KHz. Set the AM waveform between sinusoid, saw, or ramp. Software writers can even program arbitrary AM waveforms.)

RF Signal Generator AM Modulation Control

 

Shown is maximum deviation AM in 0 Hz mode on the spectrum analyzer (time domain).

 

 

RF Pulse Amplitude Modulation tab. (Send burst or continuous pulses with a resolution of 1uS steps.)

RF Signal Generator Pulse Amplitude Modulation Tab

 

Shown (in the frequency domain) is the absolute shortest pulse of 400nS.

Pulse Amplitude Modulation

 

PLL Control tab. (Control some finer details of the ADF4351 to get higher accuracy or quality for a particular frequency.)

RF Signal Generator register control tab

 

Extras tab. (Check SynthNV firmware version, set Internal or External Reference, save to SynthNV internal EEPROM memory Frequency, Power, Reference, Modulation and Sweep setup for standalone operation. Also write to the general purpose digital header pins on the SynthNV, or read analog signals from header pins.)

 

RF Signal Generator Extras

 

Android Controller. (Shown on a Galaxy S4. This program is BETA and supplied on request after purchase.)

 

이 소프트웨어는 설치와 사용이 쉽게 되어 있으며, 시리얼 번호를 기반으로 동시에 여러 개의 제품을 컨트롤 할 수 있습니다. RF CW 주파수를 출력하고, RF 스윕을 실행하며, 기본적인 네트워크 아날라이져 기능을 수행, Amplitude modulate 그리고 펄스 modulate, 많은 설정값들이 EEPROM에 저장되며, 커넥터 [10]으로부터 실시간 파워측정값들이 기록되고, 익숙한 사용자들은 PLL 레지스터값을 조정할 수 있습니다. 컨트롤은 터치 조작이 쉽게 되어 있으며 하이앤드 신호 발생기들과 매우 비슷한 사용성을 제공합니다.

이 소프트웨어는 Labview로 만들어졌으며 오픈소스 코드가 포함되어 있어 사용자가 편의에 맞게얼마든지 수정 및 보완이 가능합니다. Labview를 보유하고 있지 않다면 부디 배포하지는 말아주시기 바랍니다. 또한 PC에서 단독으로 실행할 수 있는 SW도 제공됩니다. 만약 사용자가 자신만의 소프트웨어를 가지고 싶다면, Labview를 이용해 Windfreak사의 Labview 소스코드를 분석하는 것이 가장 쉬운 방법입니다. Labview는 National Instruments사에서 제공되며 모든 소스코드는 CD로 배송됩니다. 만약 리눅스용 소프트웨어를 개발하신다면 연락주십시요. 우리는 SynthNV와 사용가능한 API가 있으며, 이 는 무상으로 공유가 가능합니다.

** SynthNV 는 Google Play 스토어에 있는 “Android USB Serial” 이라는 터미널 프로그램을 통해 테스트 되었습니다. 이 프로그램은 사용자로 하여금 텍스트 명령어를 SynthNV에 보낼 수 있게 해주며, 현재 무료입니다. 현재 테스트된 하드웨어는 삼성 갤럭시 노트1, 갤럭시 탭 2 그리고 갤럭시 S4입니다 . USB호스트로써 동작하기 위해서는 휴대폰용 USB 케이블 동글이 필요하며, 아마존 마켓에서 약 $15 에 구입할 수 있습니다. 만약 사용하시는 폰과 성공적으로 사용이 되었다면 알려주시기 바랍니다. 호환되는 하드웨어 리스트에 추가하도록 하겠습니다. 또한 우리는 위 사진처럼 SynthNV를 구입하실 경우 제공할 수 있는 무료 앱도 있습니다. SynthNV는 또한 제품을 power off할 수 있지만, 배터리 사용시간이나 어떤 부정적인 영향이 있는지는 테스트 되지 않았습니다.

Click here to see the format for serial communications via the proprietary Windfreak firmware:

Pulse Modulation 과 Amplitude Modulation 모두 하나의 스윕으로 동시 발생시킬 수 있습니다. 또한 PC없이 전원 인가 시 자체 동작하게 프로그램 할 수 도 있습니다.

Click here for the operating instructions included with the device

 

The Hardware:

RF Signal Generator PCB component layout.

 

사용된 기술은 Analog Devices ADF4351 chip [2] 입니다.

Click here for the ADF4351 Datasheet

사용자는 위 데이터시트의 스펙처럼 RF 커넥터[6]을 통해 하이퀄리티 RF 성능을 기대할 수 있으며, ADF4351 데이터시트와 유일하게 다른 점은 HMC625LP5칩[5]을 통해 RF파워가 최대 +19dBm 에 1/2dB 단위로 설정이 가능하다는 점입니다. 이 칩은 마이크로컨트롤러 칩[8]을 통해 하이스피드 6비트 병렬버스로 컨트롤 됩니다.

Click here for the HMC625 Datasheet

50옴 로드의 RF 파워(최대)는 아래 챠트와 비슷합니다. (note: amplitude is adjustable via software over 2 amplitude ranges of 30dB in 1/2 dB steps for more than 60dB of adjustment.)

 

SynthNV Maximum Power over Frequency

 

RF 발생기 정확도는 내장된 2.5ppm 10MHz 크리스탈 오실레이터 기반이며, reference SMA 커넥터[1]를 통해 보다 정밀한 외부 클럭을 사용 할 수도 있습니다.

합성기는 USB전원으로 동작됩니다. 또한 DC power 커넥터 [9]와 low dropout linear 레귤레이터[4]를 통해 단독으로 동작할 수도 있습니다 .

Analog Devices ADL5513[11]을 이용한 1MHz – 4GHz 브로드밴드 RF파워 디텍터가 내장되있으며 10dB 감쇠기가 장착된 SMA 커넥터[10]를 통해 신호를 입력합니다. 이 RF 디텍터는 최대 70dB의 다이나믹 레인지를 가지고 있으며, +10dBm의 RF 파워를 측정할 수 있습니다. 소프트웨어는 파워측정값을 실시간으로 리포트하거나 커넥터 [6]과 [10]사이의 주파수 게인을 보여주도록 교정할 수 있고, 이를 통해 필터나 다른 RF 장치의 기본적인 성능을 측정할 수 있습니다. 디스플레이는 랩 퀄리티 네트워크 아날라이져처럼 RF파워 vs 주파수 또는 게인 vs 주파수값을 보여줄 수 있습니다.외부 directional 커플러를 이용하면 안테나 같은 RF장치의 리턴로스 / VSWR을 측정할 수 있습니다.

 

Measure Return Loss

Click here for the Return Loss measurement application note.

 

Video courtesy of Adam VK4GHZ.

 

Click here for the ADL5513 Log Detector Datasheet

펌웨어는 Windfreak Technologies의 고유기술로 프로그래밍 되어 있으며, 사용된 마이크로컨트롤러는[8] Atmel사의 는 ATmega32U4 입니다. 이는 Atmel 부트로더 또한 가지고 있기 때문에 사용자가 만든 커스텀 펌웨어를 USB를 통해 로드할 수 있습니다. 마이크로컨트롤러로부터 많은 핀들이 PCB상에 퍼진 .100” inch 해더 (포함되지않음)에 연결되어있으며, 이 핀들은 일반적인 디지털 I/O, A/D컨버터 또는 PWM 출력등으로 사용될 수 있습니다. 모든 해더들은 .100”인치 센터에 있으며, 따라서 perf board는 특별한 기능의 보조회로 기판으로 사용될 수 있습니다. 이 해더들로 가는 다른 기능들은 : SPI 포트, ISP (In System Programming) 포트, 리셋, 부트로드, 그리고 VCOs vtune port로의 기본적인 FM 아날로그 연결들 입니다. 만약 이 기능들을 사용하길 원하시면 사용자가 스스로 dual row .100” 인치 해더를 장착해야 합니다.

Click here for the ATMega32U4 Datasheet

USB 커뮤니케이션은 버추얼 comm포트를 통해서 마이크로컨트롤러에 직접 이루어 집니다. 드라이버는 소프트웨어에 포함되어 있습니다. 커넥터[7]는 USB 미니 케이블이 필요합니다 (미포함).

PC보드 도식이나 PCB 레퍼런스 디자인 맵등은 모두 소프트카피로 CD에 들어있습니다. 사용자는 이를 통해 어떤 버스 와이어가 신디사이저 과 PA를 컨트롤 하는지 볼 수 있습니다. 또한 마이크로컨트롤러의 어떤 핀이 해더로 통하는지 볼 수 있어서 커스텀 펌웨어 개발에 도움을 줄 수 있습니다.

온보드 PCB는 4개의 트러블슈팅 LED가 있습니다 : 하나는 USB 파워를 보여주고, 두개의 LED는 마이크로컨트롤러의 일반 LED[3], 그리고 다른 하나는 프로그램된 주파수의 phase lock을 보여줍니다. 일반적인 LED들은 다른 명령어들에 의해 다르게 깜박거리고, 이해할 수 없는 명령어가 들어왔을 때 애러를 보여주기도 합니다. 이것은 커스텀 펌웨어 개발에 도움을 줄 수 있습니다.

이 제품을 다른 솔루션들과 비교해보면 수백만원 이상의 가치가 있습니다. 우리는 오랜기간을 소프트웨어에 투자하여 사용자가 상당히 자유로운 커스텀 어플리케이션을 만들 수 있게 했습니다.

사용 어플리케이션 : wireless communications systems, microwave point to point backhaul radios, Software Defined Radio (SDR), radar, Automated Test Equipment (ATE), EMC – radiated immunity pre-compliance testing, sweeping and hopping, Scalar Network Analyzers (SNA), complex waveform electronic warfare (EW), Phase Lock Loop (PLL) Synthesizer Design, Local Oscillator (LO) replacement, and hobbyist radio development.