Verwandte Anleitungen für Funk Amateur FA-VA 5
Inhaltszusammenfassung für Funk Amateur FA-VA 5
- Seite 1 Vektorieller Antennenanalysator FA-VA5 Bausatz für einen einfach zu bedienenden, vektoriell messenden Antennenanalysator für den Frequenzbereich von 10 kHz bis 600 MHz Bau- und Bedienungsanleitung Ver D 1.3 30.07.2019...
- Seite 3 Vektorieller Antennenanalysator FA-VA5 FA LESERSERVICE Funkamateure, die ihre Antennen selbst bauen, wissen den Wert eines vektoriell messenden Antennen- analysators zu schätzen. Das hier als Bausatz vorliegende Gerät zeichnet sich durch hohe Genauigkeit, geringe Abmessungen und einfache Handhabung aus. Es ermöglicht Zweipolmessungen im Frequenzbereich von 10 kHz bis 600 MHz und besitzt einen USB-Anschluss für die Kopplung mit Computern.
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Seite 4: Technische Daten
Technische Daten Wichtig Diese Bauanleitung wurde mit großer Tabelle 1: Technische Daten Sorgfalt erstellt. Alle darin enthaltenen Frequenzbereich 0,01 MHz … 600 MHz, (Auflösung: 1 Hz) Hinweise sind für einen erfolgreichen Messbereichsgrenzen s ≤ 100, Z ≤ 1000 Ω Aufbau von Bedeutung! Gleiches gilt Messergebnis vollständiger Impedanzwert (Resistanz und Reaktanz), für die Reihenfolge der Arbeitsschritte. - Seite 5 Die wenigen, noch aufzulötenden Bauteile Bestückung der Platine Bauanleitung sind ausschließlich auf der Oberseite der Hauptplatine zu bestücken. Für den Aufbau werden folgende Werk- – Kreuzschlitz-Schraubendreher, Die Lage der einzelnen Teile erkennt man zeuge und Hilfsmittel benötigt: – zwei 1,5-V-Batterien AA (Mignon) zur auf dem Bestückungsplan (Bild 2).
- Seite 6 schließen. Zunächst verzinnt man eine der betreffenden Lötflächen der Hauptplatine, positioniert dann die USB-Platine ein- schließlich Glimmerscheibe und fixiert das Ganze mit etwas Lot. Um festzustellen, ob alles richtig passt, schraubt man die Hauptplatine mit vier M3-Schrauben in die Gehäuseunterschale und setzt dann die Oberschale auf.
- Seite 7 Zur Messwertanzeige dient ein grafisches Display LC-Display mit LED-Hintergrundbeleuch - tung. Beide Komponenten werden bereits als Einheit zusammengefügt geliefert und sind nur noch an einigen Stellen zu verlö- ten. Das Display muss dazu bündig auf der LED-Hintergrundbeleuchtung aufsitzen, sodass kein Zwischenraum bleibt. An- schließend sind alle sechs Anschlüsse der beiden dreipoligen Displaykontakte auf der Oberseite der Hintergrundbeleuchtung...
- Seite 8 Es folgen die drei Buchsenleisten zur Buchsenleisten Kontaktierung des LC-Displays. Das vor- montierte Display lässt sich bei deren Aus- richtung gut als Lehre benutzen. Die Unterkante des jeweiligen Kunststoffkör- Bild 7: Vier Pappstreifen dienen zum Einstel- Bild 8: Hauptplatine unmittelbar vor dem Einlöten der Buchsenleisten für das LC-Display; len des Abstands zwischen Buchsenleiste die Pappstreifen müssen nach dem Einlöten herausgezogen werden, auch das Display ist und Platine.
- Seite 9 Die Lötanschlüsse der Batterie halterungen bestehen aus Federstahl. Bitte einen ent- sprechend robusten Seitenschneider zum anschließenden Kürzen der Anschlüsse von Taster, Batteriehalter und Summer verwenden! Deren Anschlussdrähte dür- fen später das Gehäuse nicht berühren. Zum Schluss ist die BNC-Buchse auf die Platine zu löten.
- Seite 10 stören. Austretende Flüssigkeit führt eben- falls zur Beschädigung des Geräts. Der Antennenanalysator FA-VA5 kann be- Allgemeine Hinweise zum Betrieb Der FA-VA5 ist so ausgelegt, dass die reits unmittelbar nach dem Zusammenbau Energie der 1,5-V-Alkaline-Zellen optimal als Messgerät betrieben werden. Er arbeitet genutzt wird.
- Seite 11 Bedienungsanleitung Obwohl der FA-VA5 über einen relativ geleitet wird. Aufgrund der elektrischen Ei- gung durch Menülisten. Die schnelle Än- großen Funktionsumfang verfügt, ist die genschaften des Testobjekts wird das Test- derung von Zahlenwerten (z.B. Frequenz- Bedienung weitgehend intuitiv möglich. signal in Amplitude und Phase verändert. werte bei Mehrfrequenzmessungen) lässt Deshalb hat die folgende Anleitung eher Diese Änderung wird ausgewertet, um über...
- Seite 12 offen) sowie dem Bezugswert Z = 50 Ω Anhang) und beim Load-Element liegt ein am Messeingang “vertraut”. Diese bilden impedanz armer 50-Ω-Metallschichtwider- Nach dem Einschalten des FA-VA5 wird Einschalten des Analysators die drei Grenzfälle der Reflexion ab. stand zwischen Innen leiter und Gehäuse des auf dem Display der Begrüßungstext an- Da aufgrund der physikalischen Eigen- Steckers.
- Seite 13 Dies ist der Auslieferungszustand, er kann Keine Kalibrierung über das Menü durch Abschaltung der Ka- librierung erreicht werden. Diese Ein- und Abschaltmöglichkeit ist über Betriebsmo- dus → Einstellungen → SOL erreichbar. Sie kann sowohl für Einzelfrequenz- (Bild Aktuelle Kalibrierung 13) als auch für Mehrfrequenz- (Bild 14) und 5-Band-Messungen aus dem jeweili- Bild 12: Der Bausatz enthält einen Satz Refe- Bild 13: Menüpunkt zur SOL-Kompensation...
- Seite 14 aber abbrechen. In diesem Fall können mittelbar dorthin. Alle Funktionen, wie jedoch inkonsistente Referenzwerte ent- z. B. die Einstellung der Uhr oder die Menügesteuert ist es möglich, SOL-Refe- Masterkalibrierung stehen, sodass diese Kalibrierung unbe- SOL-Kompensation, führen zu gesteuer- renzwerte für den gesamten Messbereich dingt bei nächster Gelegenheit wiederholt ten Abläufen und anschließend wieder zu- dauerhaft abzuspeichern.
- Seite 15 Tabelle 2: Auswahlmöglichkeiten im Betriebsmodus des FA-VA5 Menüpunkt Bedeutung Zurück Rückkehr in den vorherigen Messmodus Einzelfrequenz Modi SWV-, Impedanz- oder Reflexionskoeffizientenmessung bei aktueller Frequenz, SWV-Messung mit Tonsignal, aktuelle Kalibrierung Multifrequenz Modi SWV-, Impedanz- oder Reflexionskoeffizientenmessung innerhalb eines Frequenzbereichs (Mehrfrequenzmessung) im einmaligen oder zyklischen Durchlauf, 5-Band-SWV-Messung, aktuelle Kalibrierung Frequenz-Generator HF-Generator-Modus...
- Seite 16 Mithilfe der drei Tasten ist die aktuelle Messfrequenz einstellbar. Mit der linken Der Betriebsmodus ermöglicht die Auswahl Messungen mit dem FA-VA5 Taste wird die zu verändernde Stelle der der in der Messpraxis am häufigsten be- nötigten Mess- und Anzeigeeinstellungen. Frequenz ausgewählt ( ), erkennbar am Unterstrich bzw.
- Seite 17 Modus auch eine aktuelle Kalibrierung über den Menüpunkt SOL 5 Band möglich Der Menüpunkt Multifrequenz Modi erlaubt Multifrequenz-Messungen (Bild 24). Zuvor müssen jedoch die fünf die Messung des SWV auf fünf Frequen- Messfrequenzen eingestellt worden sein. zen sowie den Wobbelbetrieb zur Messung von SWV, Impedanz Z und Reflexionkoef- fizient S (Mehrfrequenzmessung).
- Seite 18 spanne. Es wird wieder z. B. das SWV über der Frequenz angezeigt. Zusätzlich deutet das kleine Rechteck auf der SWV-Kurve auf die Position des Mar- kers (siehe Modus M). Mithilfe der mittleren und rechten Taste kann die Frequenzspanne jeweils erhöht oder verringert werden (innerhalb des ver- fügbaren Frequenz- bzw.
- Seite 19 Möglichkeit, den zyklischen Messdurch- lauf zu wählen. Dieser wird vom Analysa- tor dann selbsttätig immer wieder neu gestartet. Veränderungen der Messwerte werden dadurch relativ schnell sichtbar. Die Folge ist allerdings ein höherer Strom- verbrauch des Geräts. Bild 29: Beispiel für die Mehrfrequenzmes- sung der Impedanz;...
- Seite 20 Bei Auswahl des Menüpunkts Uhr werden Rufzeichen und Zeit Weitere Menüfunktionen im Neben den Messmodi sind vier weitere das eingestellte Rufzeichen, Datum und Betriebsmodus Funktionen im Betriebsmodus verfügbar. Uhrzeit im Display dargestellt (Bild 32). Der FA-VA5 arbeitet nach Auswahl des HF-Generator Manuelle Umschaltung in den Menüpunkts Frequenz-Generator als HF-...
- Seite 21 Bild 34: Displayanzeige nach Umschaltung in Bild 36: Für das Löschen gespeicherter An- Bild 37: Eine Ansicht mit Zeitstempel liegt im den USB-Modus sichten, Daten und Voreinstellungen existie- Speicher und kann aufgerufen werden. Messeinstellungen nach dem Einschalten ren jeweils entsprechende Menüpunkte. des Geräts ohne langes Probieren oder Su- chen schnell wieder herzustellen (Bild 35).
- Seite 22 holt sich bis zur Frequenz f (siehe auch Seite 15, Bild 25). Die folgenden Einstellungsmöglichkeiten Einstellungsmodus Nach Bestätigung der letzten Frequenz sind in einem separaten Menü unterge- kehrt der Analysator in den vorherigen bracht, da sie in der Praxis seltener Messmodus zurück.
- Seite 23 Tabelle 3: Auswahlmöglichkeiten im Einstellungsmodus des FA-VA5 Menüpunkt Bedeutung Zurück Rückkehr in den Betriebsmodus Sprache Auswahl der Menüsprache 5 Band Frequenzen Festlegung der Frequenzwerte zur 5-Band-Messung Einstellung der Uhrzeit und des Datums Multi-f DSP Modus DSP-Einstellungen Schnell/Standard/Präzise zur Steuerung von Messgenauigkeit und Messzeit Kal/Eing Modell Master Eingabe von Daten der SOL-Elemente zur Masterkalibrierung Kal/Eing Modell Aktuell...
- Seite 24 Im Menüpunkt Multi-f DSP Modus kön- Wer seinen FA-VA5 personalisieren möch- DSP-Einstellungen Rufzeichen nen DSP-Einstellungen für Mehrfrequenz- te, kann über diesen Menüpunkt z. B. sein messungen vorgenommen werden (Bild Rufzeichen einspeichern (maximal 9 Stel- 42). Die Auswahlmöglichkeiten sind len). Schnell, Standard und Präzise. Achtung! Eine genauere Messung erfor- dert einen längeren Durchlauf.
- Seite 25 Für die Einzelfrequenzmessungen stehen Anzeigen-Zyklus die Optionen langsam, mittel und schnell zur Verfügung. Die Auswahl hat keinen Einfluss auf die Messgenauigkeit, sehr wohl aber auf den Energiebedarf des Geräts. Außerhalb der Messzeit werden der Oszillator und andere Komponenten abgeschaltet, der Mikro- controller wird auf einer niedrigeren Fre- quenz getaktet.
- Seite 26 Bei Bedarf kann die abgespeicherte Mas- Alle internen Frequenzwerte werden von ei- Korrektur der Generatorfrequenz Masterkalibrierung Ein/Aus terkalibrierung über den Menüpunkt SOL nem hochwertigen 26-MHz-Quarzoszillator ein- und ausgeschaltet werden. Dies kann abgeleitet, der von Haus aus eine nur sehr z. B. dann sinnvoll sein, wenn Zweifel an geringe Frequenzabweichung aufweist.
- Seite 27 dass 800 Ω schon relativ weit von der System impedanz des Geräts abweichen. Messungen von Impedanzen in dieser Größenordnung haben hier deshalb eine geringere Genauigkeit. Frequenzspanne bei Bei einer Mehrfrequenzmessung (siehe Mehrfrequenzmessungen Abschnitt Wobbelbetrieb) wird die Fre- quenzspanne per Tastendruck nach einem Bild 53: Auswahl des Inkrementier-/Dekre- Bild 50: Einstellungsmodus, fünfter Abschnitt festen Schema erhöht oder verringert.
- Seite 28 führt sind und Installationshinweise gege- dene Werte der Masterkalibrierung wieder ben werden. Diese sind in jedem Fall zu be- als gültig deklariert werden. Dazu ist unter achten. Betriebsmodus → Einstellungen → SOL „An“ zu selektieren. Dieser Schritt ist auch dann durchzufüh- Nach Auswahl und Bestätigung werden al- ren, wenn SOL An bereits angezeigt wird.
- Seite 29 hilfe der Mehrfrequenzmessung kann eine nacheinander wie beschrieben die Refe- Übersicht des SWV- oder Impedanzver- renzelemente angeschlossen werden (an- Die Anwendungsmöglichkeiten der Mes- Tipps zur Messpraxis laufs erzeugt werden. Dabei sind Mitten- statt der Antenne). Zuletzt ist das Kabel sung einer komplexen Impedanz sind sehr frequenz und Frequenzspanne auf den zu wieder am Antennenfußpunkt anzuschlie- vielfältig.
- Seite 30 pazität oder Induktivität bei der Zielfrequenz Funktion Auto SWV bietet hier eine gute ist dann schrittweise zu kürzen, bis die Ziel- ist nun auf dem Display ablesbar. Unterstützung. Resonanzfrequenz erreicht ist. Wird eine signalerzeugende Quelle (in un- Mit dem Analysator lassen sich sehr einfach Wellenlänge und physikalische Länge sind FA-VA5 als Dip-Meter Kabelresonanzen und -resonatoren...
- Seite 31 VNWA-Software für den FA-VA5 Die von Thomas Baier, DG8SAQ, für den allerdings auf die Hardware VNWA3. Die len, den Treiber manuell zu installieren. Er vektoriellen Netzwerkanalysator VNWA3 im Zusammenhang mit dem FA-VA5 inter- ist auf [4] zu finden und kann von dort her- entwickelte Windows-Software VNWA essanten Abschnitte (alle Zweipolmessun- untergeladen werden.
- Seite 32 lich. Die Nachfrage ist mit Weiter/Next weis. VNWA zeigt sich zunächst recht sterfarbe der Windows-Version), kann bzw. Exit zu bestätigen. nüchtern mit seinem Einstiegsbildschirm über den Menüpunkt Settings → Dia- Nach der Installation der VNWA-Software (Bild 56). Richtigerweise meldet die Soft- grams →...
- Seite 33 sich und der COM-Anschluss ist unter Port aus der Liste zu selektieren. Die erfolgrei- che Verbindung zum FA-VA5 wird oben rechts mit einem grünen connected quit- tiert, ein blauer Schriftzug meldet die Firm- ware-Version des Analysators (Bild 57). Damit ist die Anbindung des FA-VA5 an die Software VNWA abgeschlossen.
- Seite 34 tem Doppelklick liest VNWA die Daten in die Windows-Zwischenablage ein und quit- tiert den Vorgang (Bild 60). Dann kann das betreffende Fenster geschlossen werden. Der letzte Schritt ist die Übertragung der Daten aus der Zwischenablage in den Messwertspeicher von VNWA. Der für den FA-VA5 relevante Messwertspeicher sollte immer S11 sein (siehe Kasten am Schluss der Anleitung).
- Seite 35 reich der Messung als blaue Kurve. Im Interesse der besseren Lesbarkeit können ein oder mehrere sogenannte Frequenz- marker hinzugefügt werden. Damit lassen sich beliebige Punkte der Kurve „anfah- ren“ , um Messfrequenz und Messergebnis genau ablesen zu können. Zu diesem Zweck genügt ein Rechtsklick innerhalb des Gitterrahmens und eines lee- ren Bereichs.
- Seite 36 den. In den nachfolgenden Abschnitten wird anhand einer einfachen Messung mit zu ermittelnden Werten für SWV und Im- pedanz die Vorgehensweise exemplarisch erläutert. Schritt 1: Festlegung der Zunächst ist die zu betrachtende Frequenz Messparameter zu definieren. Im Hauptfenster von VNWA (Bild 56) ist dies leicht durch einen Dop- pelklick auf eine Frequenzangabe unten links, Mitte oder rechts zu lösen.
- Seite 37 schwingzeit haben. VNWA berechnet die aktuellen Kalibrierung in Form von roten resultierende Zeit für die Mehrfrequenz- Kreisen an, in diesem Fall lautet er unkali- messung. Das Fenster kann hier mit den briert. Durch Linksklick auf den Short- Standardwerten geschlossen werden und Knopf erscheint ein weiteres Fenster, alle Messparameter sind nun definiert.
- Seite 38 Schritt 4: Wahl der Anzeige und Eine der Stärken von VNWA sind die um- Berechnung fangreichen Möglichkeiten zur Anzeige und Auswertung von Messergebnissen. Insgesamt lassen sich bis zu sechs ver- schiedene Ausgabekanäle und deren Re- chenvorschrift selektieren. Nach Doppelklick auf das farbige S11 ei- nes bestehenden Kanals im Hauptfenster von VNWA unten links öffnet sich ein neu- es Fenster nach Bild 67.
- Seite 39 rechten Seite findet sich, wiederum farb- lich zugeordnet, die Angabe des Referenz- pegels bzw. -wertes. Beides lässt sich durch einen Doppelklick auf einen der Werte in einem dann sich öffnenden Fen- ster einstellen. Der Referenzpegel kann auch durch Klicken und Halten verschoben werden.
- Seite 40 Literatur und Bezugsquellen: [1] Knitter, M., DG5MK: Vektorieller Antennenana- Streuparameter und ohne dass interne Details des „schwarzen lysator FA-VA5 für 10 kHz bis 600 MHz. FUNK - Kastens“ bekannt sind. AMATEUR 67 (2018) H. 4, S. 322–326, H. 5, S. Die Software VNWA ist für die VNWA-3-Hard- 436–441 Zweitor...
- Seite 41 Anhang Stückliste Version D1.2 Kurzzeichen Bauteil Anzahl Anmerkung Versionsgeschichte Sechspolige Stiftleiste entfällt, da sie für BNC-Buchse die Programmierung nicht mehr benötigt S2… S4 Tastschalter (S2… S4) Kappe für Tastschalter wird. Schiebeschalter Version D1.3 G1, G2 Batteriehalter für Mignonzelle Neue Menüfunktionen der Firmwarever- Piezo-Signalgeber sion 1.09 in den Kapiteln Betriebsmodus USB-Modul...
- Seite 42 Short-Element Open-Element für BX-245 Mittenkontakt mit dem angelöteten Draht einschieben, bis er einrastet. Hülse wird Hülse wird nicht gebraucht nicht gebraucht Nicht verlöten! Draht einstecken und vorsichtig ver- löten. Kein Zinn außen auf das Messing! Mittenkontakt mit dem Draht einschieben, Oberfläche mit Feile lötfähig bis er einrastet.
- Seite 44 Bestell-Nr. BX-245 Bei der Entsorgung dieses Produkts sind Box 73 Amateurfunkservice GmbH die Bestimmungen zum Umgang mit Majakowskiring 38 Elektronikschrott zu beachten. Elektronische Geräte und Batterien 13156 Berlin gehören nicht in den Hausmüll! Stand Juli 2019 Probleme bitte an support@funkamateur.de mitteilen. WEEE-Registrierungs-Nr.