NanoVNA 0: Los Analizadores Vectoriales de Redes de bolsillo

 ¿Qué es un Analizadores Vectoriales de Redes -VNA?

Un VNA (Vector Network Analyzer - Analizador vectorial de redes) es un dispositivo que mide las caracteristicas de un circuito o red, visto como una caja negra con cuatro conectores, dos de entrada y dos de salida, en la que se mide la impedancia que presenta. Para ello se inyecta una señal de RF que el propio VNA genera analizando las perdidas de reflexión y las perdidas de inserción:

    • Perdidas de reflexión / Señal reflejada: usando un único terminal, se mide las características de una señal de radiofrecuencia que que se recibe al ser refleja en un dispositivo (p.e. antena, cable, carga, etc.) comparándola con la señal transmitida
    • Perdidas de inserción / Señal pasante: usando dos terminales, se mide las características de una señal de radiofrecuencia que pasa o atraviesa  un dispositivo (p.e. cable, amplificador o filtro) comparándola con la señal original que el propio dispositivo genera.

Diagrama de bloques de un analizador de redes basicamente tiene una fuente de señal que inyecta por uno de los trminales y en ambos trminales hay receptores bien para recibir la señal reflejada o la recibida. Fuente: Keysight


Esquema del significado de los valores Incidente-reflejado-transmitido para los puertos de salida (1) y entrada (2) del VNA.
Caracterizaciónd e un circuito analizando las señales recibidas al inyectarles una señal por cada uno de los extremos:
  • La señal recibida en el puerto 1 (b1) es la suma de la señal reflejada (a1. S11) mas la señal transmitida (a2 .S12)
  • La señal recibida en el puerto 2 (b2) es la suma de la señal reflejada (a2. S22) mas la señal transmitida (a2. S21)

Obtención de los valores S. Fuente: Keysight



Los modelos NanoVNA 

Vamos a intentar clarificar un poco los modelos que hay de NanoVNA aunque es dificil dado que el desarrollo original es público y hay un grna numero de empresas que lo han continuado y otras que han copiado los desarrollos. 

NanoVNA 

NanoVNA es un desarrollo de un Analizador Vectorial de Redes de bolsillo de bajo precio original de @edi555 (Japón) de 2012-2016 (A este modelo lo identificaremos por V1 y ya no se comercializa), a partir de aquí, y dado que se publicó el desarrollo  varias empresas han continuado el desarrollo con fines comerciales mejorándolo y actualizándolo.

Esquema eléctrico del NanoVNA v1 de @edi55 (2016)

Diagrama de bloques del NanoVNA v1 de @edi55 cuyo núcleo es un microcontrolador STM31F072C8T2 trabajando con ChibiOS/RT, un codec de audio estereo de baja potencia  TLV320 AIC3204 , un oscilador Si5351A , tres mezcladores SA612AD y una pantalla tactil

Circuito del NanoVNA v1 de @edi55 

NanoVNA de @edi55

 

NanoVNA.COM 

Los modelos NanoVNA-H (10kHz -1.5GHz y pantalla de 2,8", que se comercializa con caja cerrada desde 35 € y sin ella desde los 25 €) y NanoVNA-H4 (10kHz -1.5GHz y pantalla de 3,95" a partir de 120€) los ha desarrollado NanoVNA.COM (Comercializados también por SeeSii) y se basan en el desarrollo original NanoVNA v1

Aspecto externo de un NanoVNA-H 2,8" sin caja

Aspecto externo de un NanoVNA-H  2,8"con caja cerrada

Aspecto externo de un NanoVNA-H4  4" de SeeSii

Aspecto externo de un LiteVNA 50kHz-6,3 GHz 4 ",de SeeSii  (En Aliexpress por 150 €)



NanoRFE 

Los modelos NanoVNA v2 plus 4  (SAA2) de NanoRFE desarrollado desde 0 ("new from-scratch") por HCXQS en colaboración con OwOComm alcanza los 4 GHz y el NanoVNAv3 / nanoRFE / VNA6000 de NanoRFE alcanza los 6 GHz  que son comercializados por Tindie (por 300€ el NAnoVNAv2Plus 4 y 800€ el VNA6000) y que además de ser caros presentan un aspecto tosco. En otras palabras mantienen la idea pero con otra arquitectura y alejandose de una de las caracteristicas que es el bajo precio.

Diagrama de bloques de los NanoVNAv2 de NanoRFE. La principal diferecnia es usar dos sintentizadores ASF4350 en lugar del code TLV320 AIC3204 de tres entradas. Usa el microprocesador GD32F303, el oscilador Si5351A , y  un mezclador AD6342, así como una pantalla tactil

VNA6000 de NanoRFE



 

Deepelec 

Los modelos chinos  DeepVNA 101 (Por unos 110€ en Aliexpress) / NanoVNA-F de Deepelec (Por unos 100€ en Aliexpress) tienen pantalla de 4,3" y cubren el rango de 50 kHz a 1,5 GHz ( Desarrollos de BH5HNU flyoop basados en ttrftech) si bien no encuentro las diferencias entre los dos modelos

DeepVNA 101 de Deepelec

Aspecto externo y características del NanoVNA-F

Diagrama de bloques de NanoVNA-F de BH5HNU que parece seguir el esquema del NanoVNA y NanoVNA-H.

 

Zeenko

TinyVNA-LiteVNA  de Zeenko mejora los populares NanoVNA y SAA2. Su rango es de  50 kHz a 6,3 GHz. Disponible por unos 140 € en Aliexpress. Parecen basados en NanoVNA-H / NanoVNA-F similar a los SeeSii


 

 

Clones / variantes

En los foros hay una discusión interesante sobre si son clones o no dado que quien reclama la autoria NanoRFE se aprovechó del trabajo publico del desarrollo de NanoVNA y por tanto no puede reclamar.

Los modelos NanoVNA-F V2 3GHz (125€ salida lateral) está basado en el NanoVNA v2 tiene una pantalla de 4,3" (800x480) y trabaja  desde los 50kHz a los 3GHz, y el  NanoVNA-F V3 4.3" de 1 MHz a 6GHz.  (Ver mas)

Clon de NanoVNA-F v2 de Sysjoint

Clon de SAAV2 Pro de HDMB

Clon deSAA2 tinyVNA NanoVNA V2 ¿? de 50kHz-3GHz, carcasa metálica , pantalla de 2,8" (60€)




Cual comprar

Como hemos visto hay muchas variaciones del modelo original pero hay tres factores que debe tener en cuenta según sus necesidades y posibilidades

El tamaño de la pantalla táctil

  • TFT de 2,8" (320*240)
  • TFT de 3,95" (320*240)
  • TFT de 4,3" (800x480) 

El rango de frecuencias

  • 10 kHz - 1.5 GHz
  • 50 kHz . 900 MHz
  • 50 kHz - 1,5 GHz
  • 50kHz - 3 GHz
  • 50kHz - 4 GHz
  • 50 kHz - 6.3 GHz
  • 1 MHz - 6 GHz 

El precio

  •  Desde 25€ (nanoVNA-H caja abierta), 40€ (nanoVNA-H caja cerrada) a 120€ NanoVNA F2 o 500€ Nano VNA F3. Aquí también entra en juego los clones. 


No todo se acaba en NanoVNA, hay otros analizadores vectoriales de bolsillo similares

Para seguir leyendo

Referencias

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