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FA VA3
Antennen Analysator
Baumappe
Wobbelnder, autark arbeitender Impedanz-Analysator
für den Frequenzbereich von 50 kHz bis 160 MHz mit vektorieller
Anzeige auf 320 239-Pixel-Grafikdisplay und Lithium-Ionen-Akkus;
via USB oder Bluetooth-Option vom PC fernsteuerbar
Entwicklung Norbert Graubner, DL1SNG

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Inhaltszusammenfassung für Funk Amateur FA-VA3

  • Seite 1 FA VA3 Antennen Analysator Baumappe Wobbelnder, autark arbeitender Impedanz-Analysator für den Frequenzbereich von 50 kHz bis 160 MHz mit vektorieller Anzeige auf 320 239-Pixel-Grafikdisplay und Lithium-Ionen-Akkus; via USB oder Bluetooth-Option vom PC fernsteuerbar Entwicklung Norbert Graubner, DL1SNG...
  • Seite 2 Vektorieller Antennenanalysator FA-VA3 Inhalt Einleitung ........3 Bestückung der Platinen und Module .
  • Seite 3 Die Eckpunkte der technischen Konzeption des FA-VA Ladedauer ≤1,5 h, Ladestrom ≤1,5 A, externe Ladespannung 10…15 V wurden in [1] beschrieben. Beim FA-VA3 handelt es sich Abmessungen 164 mm 115 mm 52 mm um die Weiterentwicklung des bereits vor einigen Jahren...
  • Seite 4 +8 dBm. Er verfügt zwar über eine Schutz- schaltung, dennoch besteht die Gefahr von Beschädigungen, sofern in unmittelbarer Nähe der getesteten Antenne – auch im ausgeschalteten Zustand des FA-VA3 – Sendeanlagen betrieben werden. Insbesondere bei Fielddays erfordert dies eigene Vorsicht und Absprache mit allen anderen Teilnehmern.
  • Seite 5 Bestückung der Platinen Vektorieller Antennenanalysator FA-VA3 Bestückung der Platinen und Module Zu Beginn wird die Bestückung der Platinen und aller Module – auch der optionalen - beschrieben. Anschließend folgt die Anleitung zur schrittweisen Inbetriebnahme des Antennenanalysators. Die Bausatzversion BX-111K mit...
  • Seite 6 Vektorieller Antennenanalysator FA-VA3 Bestückung der Platinen und Module (50 mm 50 mm) ist in vier gleich große Teile zu zerschnei- den, diese sind auf die Ecken der Displayrückseite zu kleben (Bild 7). Anschließend wird das Grafikdisplay auf die Platine ge- klebt.
  • Seite 7 Bestückung der Platinen und Module Vektorieller Antennenanalysator FA-VA3 Der Mikrocontroller der Grafikplatine ist im Auslieferungs- zustand bereits programmiert. Die fertig bestückte Platine ist in den Bildern 13 und 14 zu sehen. Hauptplatine Die Bestückung der Hauptplatine erfolgt ausschließlich auf der Seite, auf der sich auch die SMD-Bauelemente befinden (siehe Bestückungsplan der Hauptplatine im Anhang).
  • Seite 8 Lötzeit kurz zu halten und andererseits gute Lötstellen zu produzieren. In Bild 19 ist das fertig aufgebaute Modul zu sehen. Kombimodul Bei der Bausatzversion des FA-VA3 mit Kombimodul ist be- reits ein fertig aufgebautes und geprüftes Modul im Liefer- umfang enthalten. Bild 19: Vollständig bestücktes Impedanzmodul Das Kombimodul vereinigt die Funktionalität des Impe-...
  • Seite 9 Inbetriebnahme der Baugruppen Vektorieller Antennenanalysator FA-VA3 Inbetriebnahme der Baugruppen Zur Inbetriebnahme des Antennenanalysators sind Labor- netzgerät, Ladekabel und Multimeter zur Spannungsmes- sung bereitzuhalten. Sollte das Labornetzgerät nicht über eine Anzeige des Ausgangsstroms mit einer Auflösung von 10 mA verfügen, muss ein zweites Multimeter in die Strom- versorgung zum Antennenanalysator eingeschleift werden.
  • Seite 10 Vektorieller Antennenanalysator FA-VA3 Inbetriebnahme der Baugruppen Danach ist das Ladekabel wieder von der Platine zu trennen. Anschließend werden die Lötbrücken LB1 bis LB5 ge- schlossen, die Strombegrenzung des Labornetzteils auf 1 A eingestellt und das Kabel wieder angesteckt. Die Strom- aufnahme muss nun 160 mA betragen.
  • Seite 11 Strom von 1,5 A einzustellen. Nach dem An- schluss des Labornetzgerätes an die Ladebuchse muss sich der FA-VA3 durch Druck auf den roten Taster einschalten lassen und es muss die Begrüßungsfanfare ertönen (bei ein- gebautem Kombimodul ertönt ein Morsezeichen). Das Dis- play wird hell und ggf.
  • Seite 12 Buchsenleiste X8 einzusetzen. Nach dem Aufstecken der Grafikplatine und dem Anschluss des Labor- netzgerätes an die Ladebuchse wird der FA-VA3 eingeschal- tet und der Leitungstyp des Verbindungskabels und dessen Länge eingegeben (im Menü rechts und links unten). Dann ist das Kalibriermenü...
  • Seite 13 Inbetriebnahme der Baugruppen Vektorieller Antennenanalysator FA-VA3 daher die Gefahr des versehentlichen Verpolens. Maßgeblich sind ausschließlich die ebenfalls aufgedruckten Plus- und Minuszeichen! Mit dem Multimeter ist zunächst die aktuelle Spannung der einzelnen Zellen zu kontrollieren, diese muss zwischen 3,0 V und 4,2 V liegen und sollte möglichst gleich sein.
  • Seite 14 FA-VA_Mk3.exe. Es erfordert auf dem PC die Software Microsoft .NET Framework 4.0. Diese muss ggf. nachinstal- liert werden [6]. Das Bedienprogramm für den FA-VA3 ist in einen frei wähl- baren Ordner auf die Festplatte zu kopieren und anschlie- © www.funkamateur.de...
  • Seite 15 PC-Programms wird der Name der gefundenen USB/COM- Schnittstelle automatisch in der Windows-Registrierungs- datei gespeichert. Die Displaybeleuchtung am Messgerät wird hell und der FA-VA3 kann wieder autark betrieben oder abgeschaltet werden, wenn er nicht mehr benutzt wird. Auf die Fernsteuerung des Antennenanalysators mittels PC wird in der Bedienungsanleitung eingegangen.
  • Seite 16 Vektorieller Antennenanalysator FA-VA3 Gehäuseeinbau Gehäuseeinbau Vor dem Einbau der Platinen in das Gehäuse sind alle Steck- verbinder zu trennen, die Grafikplatine abzubauen sowie die Steckmodule zu entfernen. Es empfiehlt sich, vorsichtshal- ber auch die Akkumulatoren aus den Fassungen zu nehmen und kurzsschlusssicher abzulegen.
  • Seite 17 Bild 37: Aufsetzen der Grafikplatine Austausch der Messmodule Zum Austausch des Impedanzmoduls gegen das Vierpolmo- dul oder umgekehrt ist das Gehäuse des FA-VA3 zu öffnen. Anschließend werden die vier Befestigungsschrauben der Grafikplatine herausgedreht und letztere von der Hauptpla- tine getrennt. Die vier, von der Unterseite des Gehäuses zu- gänglichen Befestigungsschrauben werden ebenfalls...
  • Seite 18 Die Bedienung des Antennenanalysators ist unkompliziert und weitgehend intuitiv. Durch falschen Tastendruck kann kein Schaden am Gerät entstehen. Der Umgang mit dem FA-VA3 und die Erläuterung des Be- dienmenüs sind Gegenstand der bereits erwähnten, geson- derten Betriebsanleitung, die sich zuammen mit der PC-Software auf der CD zum Bausatz befindet.
  • Seite 19 Anhang Vektorieller Antennenanalysator FA-VA3 Stückliste Hauptplatine Stückliste Grafikplatine Widerstände Kondensatoren Kondensatoren Drosseln(1) 500 Ω, Einstellwiderstand 220 µF/25 V 470 µF/16V 4,7 mH /SMD 100 µF/25 V 47 µH ( .470) 100 µF/25 V C140 100 µF/25 V Taster Steckverbinder Taster, weiß...
  • Seite 20 Vektorieller Antennenanalysator FA-VA3 Anhang akustischer Signalgeber Beep1 PIEZO_BM15B Beep2 ISP-Programmierstecker VCC5 left left bottom bottom right right ATMEGA162-16AI /RESET PB7 (SCLK) PC7 (A15) /PLUS PB6 (MISO) PC6 (A14) PB5 (MOSI) PC5 (A13) Bedientaster PC4 (A12) /MINUS PC3 (A11) PC2 (A10)
  • Seite 21 Anhang Vektorieller Antennenanalysator FA-VA3 CCFL Inverter /Lamp CCFL-Hi Out2 100n CCFL-GND HC4050D Out1 on/off VDD3 L10A Disp on/off 0,33µ 47µH 1µ FDN357N 470/16SY IS62C256AL-45U VCC5 100n 8/4-Bit-Mode VDD3 LM324 Modulationssignal- Überwachung 100n 220K BC846A BC856A Tan 1/35A Vo = +22V...
  • Seite 22 Vektorieller Antennenanalysator FA-VA3 Anhang bidirektionaler Beep1 5V-zu-3,3V-Pegelkonverter Beep1 Beep2 Beep2 VDD3V3 left BSS138 bottom right /plus /plus 100n /minus /minus /dwn I/O_UPD /dwn FSYNC SCLK FSYNC Lamp LAMP 0R12 R117 VCC5 SDIO_0 VCC5 VCC5 TxDE FSYNCE R138 VBat CTSE Hauptschalter...
  • Seite 23 Anhang Vektorieller Antennenanalysator FA-VA3 AVCC6 MASTER_RESET AVDD 100n PWR_DWN AVDD AVDD I/O_UPD I/O_UPDATE AVDD AVDD 100n SCLK SCLK AVDD 360R AVDD SDIO_0 1µ SDIO_0 AVDD 39nH 68nH 82nH 360R 100n SDIO_1 SDIO_2 CH1_IOUT SDIO_3 /CH1_IOUT 39nH 68nH 82nH 120R AD8000-YCPZ...
  • Seite 24 Vektorieller Antennenanalysator FA-VA3 Anhang © www.funkamateur.de BX-111 • 130902...
  • Seite 25 Anhang Vektorieller Antennenanalysator FA-VA3 © www.funkamateur.de BX-111 • 130902...
  • Seite 26 Vektorieller Antennenanalysator FA-VA3 Anhang 100R 50 Ohm 100R 1µ 100K Antenne 50 Ohm PVCC 1µ AIO0 PIO10 AIO1 PIO11 100n 100n PIO0 SPI_MISO PIO1 SPI_CLK 100n PIO2 SPI_/CSB PIO3 SPI_MOSI 100n PIO4 /CTS 120R receive /RTS 1µ PDWN PIO6 connect...
  • Seite 27 Anhang Vektorieller Antennenanalysator FA-VA3 C186 C189 100n 100n 47R 0,1% 47R 0,1% BSS83P 220R 0,1% C187 n.B. R190 C188 R191 n.B. 220R 0,1% Durchgangsmessung BSS83P C181 R182 1µ R183 C179 AD8342 220p C180 PDWN 1µ C178 C182 100n 100n C191...
  • Seite 28 Vektorieller Antennenanalysator FA-VA3 Anhang © www.funkamateur.de BX-111 • 130902...
  • Seite 29 Anhang Vektorieller Antennenanalysator FA-VA3 © www.funkamateur.de BX-111 • 130902...
  • Seite 30 Vektorieller Antennenanalysator FA-VA3 Anhang © www.funkamateur.de BX-111 • 130902...
  • Seite 31 Anhang Vektorieller Antennenanalysator FA-VA3 C162 R157 R156 Bild A11: Bestückungsplan des Impedanzmoduls, M 2:1 C157 R165 R142 R166 R141 R143 R144 C145 C148 C146 C149 C153 R162 C154 C147 R145 R160 R159 Bild A12: Bestückungsplan des Vierpolmoduls, M 2:1 Bild A13: Bestückungsplan des Bluetooth-Moduls, M 2:1 ©...
  • Seite 32 Vektorieller Antennenanalysator FA-VA3 Anhang Bild A14: Bestückungsplan des Kombimoduls, M 2:1 © www.funkamateur.de BX-111 • 130902...