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LiteVNA application

 

LiteVna app è una semplice applicazione per Windows e Linux che visualizza in forma grafica i principali parametri S11 e S21 e permette inoltre di utilizzare LiteVNA per testare componenti SMD (resistenza, capacità, induttanza) in un ampio range di valori e con buona precisione (±2%)

· resistenza 0.1 OHM-100 KOhm

· Induttanza 5 nHe-10 mHe

· Capacità 0.5 pF-1 µf

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Per effettuare misurazioni corrette occorre nell’ ordine:

 

1. Collegare Litevna con il cavetto USB ad una presa USB del PC (o del Rasperry)

2. Accendere il Litevna

3. Mandare in esecuzione il programma LiteVNA app e selezionare la porta di comunicazione con ilVNA (Su raspberry è di default la porta COM3)

4. Connettere il device premendo il bottone CONNECT. Se la COM non è quella giusta e non appare il messaggio VNA Connesso cambiare la porta dal menu a discesa in alto a sinistra e riprovare.

5. Una volta che il dispositivo è connesso impostare frequenza minima (50 KHz=0.05  o superiore), frequenza massima (fino ad un massimo per cui le misure hanno precisione accettabile, 6300 MHz, ma il VNA misura ancora con discreta precisione fino a 8000 MHz.) e numero di punti (massimo 2000).

6. Eseguire nell’ ordine i 5 passi di calibratura e quindi applicarla premendo l’ apposito bottone.

7. All’ occorrenza salvarla con un nome.

8. In alternativa alle fasi  5 6 e 7 caricare una calibratura precedentemente salvata.

 

Il pulsante SCAN permette di fare un’ acquisizione dei parametri settati sul display.

Se selezionata la casella CONTINUE l’ acquisizione sarà ripetuta fino alla pressione del pulsante STOP.

Toccando con il mouse un punto sulla carta di smith o su uno dei grafici a lato, sul pannello inferiore apparirà la frequenza relativa ed i principali parametri a tale frequenza.

 

L’ interfaccia grafica è semplice ed intuitiva e si compone di tre pannelli:

 

· S11 mostra la carta di Smith e una o due funzioni relative ai parametri S11 (ROS, MAG, PHASE, DB).

· S21 mostra la fase e il guadagno in dB di S21

· RLC permette di testare componenti passivi (resistenze,capacità, induttanze) con riconoscimento automatico del componente. E’ utile soprattutto per identificare il valore di componenti SMD, per i quali spesso tale valore non é sul chip.

Come si vede dall’ immagine S21 subisce una degradazione di precisione una volta superato il limite esatto di 6.3 GHz. ma le misure sono ancora discrete fino ad almeno 8 GHz.

Questa immagine mostra un’ acquisizione per frequenze 50 KHz-8 GHz.

Per frequenze sopra 6.3 GHz si ha un’ incertezza di fase di ± 1 grado e di ampiezza di ± 0.5dB

Le immagini mostrano la misura di componenti SMD rispettivamente di 1 pF e 12 nHe.

I limiti di frequenza impostati sono:

50 KHz, necessario per misurare induttanze di 100 uHe ed oltre e capacità di 100 nF ed oltre

100 MHz, sufficiente per misure di piccole capacità e induttanze come  nel caso visto sopra.

È stato impostato il parametro SLOW che effettua la media di 4 acquisizioni direttamente dal LiteVNA.

Questo rallenta l’ acquisizione ma aumenta la precisione.

La misura è stata impostata su 200 punti, sufficienti per una corretta estrazione dei parametri acquisiti.

 

Con un’ accurata calibratura la precisione è migliore del 2%

A tale scopo è necessario effettuare la calibratura nel seguente modo:

 

Usare il cavetto che poi utilizzeremo per le misurazioni

Per OPEN usare il puntale per SMD lasciandolo aperto, per compensare la capacità dello stesso.

Per SHORT utilizzare il puntale SMD chiudendo le 2 punte su un oggetto metallico di piccole dimensioni (monetina o altro) per compensare l’ induttanza serie del puntale stesso

Per LOAD usare la resisenza di LOAD fornita con il dispositivo, con il cavetto collegato

 

Evidentemente la precisione è vincolata alla precisione della resistenza di taratura da 50 Ohm.

 

In commercio esistono dei misuratori di componenti SMD, ma lavorano a frequenze piutosto basse, e non possono perciò misurare induttanze di pochi nanohenr né capacità di pochi picofarad.

Questa applicazione può essere utie per selezionare componenti SMD dal valore non conosciuto e per selezionare componenti dello stesso preciso valore, quando occorra.

 

Nella sezione DOWNLOAD del sito è presente il source completo dell’ applicazione. In particolare il file RLC.H mostra l’ algoritmo di misura del componente sotto test.