LiteVNA-64 – instrukcja obsługi, kalibracja SOLT, współpraca z NanoVNA-Saver, PDF

Pytanie

Instrukcka obsługi LiteVNA64

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Pełną instrukcję obsługi LiteVNA-64 (w języku angielskim) pobierzesz m.in. z:
  • https://static.eleshop.nl/mage/media/downloads/LiteVNA_User-Guide.pdf
  • https://github.com/openhoangnc/liteVNA/blob/main/LiteVNA_User-Guide.pdf
• Skrócony manual w języku polskim udostępnia np. gotronik.pl:
  • https://www.gotronik.pl/images/LiteVNA%20-%20instrukcja%20obs%C5%82ugi.pdf
  Kluczowe punkty: zakres 50 kHz – 6,3 GHz, obsługa dwóch portów, kalibracja SOLT, współpraca z NanoVNA-Saver/VNA-QT przez USB-C.

Szczegółowa analiza problemu

1. Architektura i interfejs
   • Sercem urządzenia jest układ Analog Devices ADF4372 (synteza PLL) oraz mostek pomiarowy ADL5932.
   • Ekran dotykowy 3,95″ (480 × 320 px) + joystick + 3 przyciski.
   • Zasilanie: Li-Po 3,7 V / ≈2000 mAh, ładowanie 5 V / 1 A przez USB-C.

2. Procedura pierwszego uruchomienia
   a) Naładuj baterię → włącz → odczekaj 10–15 min na stabilizację termiczną.
   b) W MENU → STIMULUS ustaw START/STOP lub CENTER/SPAN.
   c) W MENU → TRACE aktywuj do 4 śladów (S11, S21, SWR, Smith).

3. Kalibracja – SOLT krok po kroku
   • Przy dwóch kablach SMA wykonaj sekwencję OPEN, SHORT, LOAD na CH0, a następnie THRU między CH0-CH1.
   • Dla pomiarów jednoportowych (np. anteny) wystarczy OPEN-SHORT-LOAD.
   • Po zakończeniu CAL → DONE → SAVE (slot 0-4). Symbol C0/C1… w lewym górnym rogu potwierdza aktywny profil.

4. Typowe pomiary
   Antena 2,4 GHz: kalibracja 2–3 GHz, TRACE0 = LOGMAG(S11), TRACE1 = SWR. Markerem odczytujesz minimum – wartość SWR < 1,5 oznacza dobre dopasowanie.
   Filtr dolnoprzepustowy: pełna kalibracja 1–500 MHz, TRACE0 = S21(LOGMAG), TRACE1 = S11(LOGMAG). Mierz insertion loss i nachylenie zboczy.
   TDR/DTF: MENU → DISPLAY → TRANSFORM → ENABLE, ustaw Velocity Factor kabla (np. 0,66 dla RG-58).

5. Współpraca z PC
   • NanoVNA-Saver ≥ 3.10 lub VNA-QT 3.x: port COM (CDC-ACM), 1× Connect, 1× Sweep.
   • Zaleta: eksport plików .s1p/.s2p, większa rozdzielczość wykresów, skan do 1024 pkt.
   • W razie problemów sterownik instalujemy Zadig-iem (WinUSB).

6. Aktualizacja firmware (stan: 03-2024 – wersja 0.5.2)
   • Przytrzymaj joystick podczas włączania → tryb DFU.
   • Flash przez libusb-dfu lub narzędzie producenta (LiteVNA-FLASHER). Zasilanie z USB, nie z baterii.

Aktualne informacje i trendy

• Najnowsze rewizje sprzętu (H1-2024) dodają liniowy stabilizator LDO o niższym szumie; firmware 0.5.x dodaje filtr medianowy i tryb CW-TX.
• NanoVNA-Saver rozwija wtyczkę „Live-TDR”, a VNA-QT 3.3 wprowadza korekcję temperatury.
• Rosnąca popularność technik de-embedding (port-extension, fixture removal) – LiteVNA obsługuje je od FW 0.4.9.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Zakres dynamiczny: typ. 70 dB (<1 GHz), 50 dB (3-6 GHz).
• Moc wyjściowa: ≈ -9 dBm (typ.), maks. 0 dBm; wejście max +10 dBm (zalecane < 0 dBm).
• Impedancja portów: 50 Ω, złącza SMA-F; dokręcać momentem 0,56 Nm.

Aspekty etyczne i prawne

• LiteVNA emituje sygnał RF; użytkownik odpowiada za nieprzekraczanie limitów EMC i pracy w pasmach licencjonowanych.
• Oprogramowanie firmware objęte licencją GPL-v3; modyfikacje muszą zachować open-source.

Praktyczne wskazówki

• Używaj kabli semi-rigid lub RG316 długości ≤ 30 cm; dłuższe zwiększają błąd kalibracji.
• Po zmianie temperatury (≥ 5 °C) lub kabli – powtórz kalibrację.
• Ekran dotykowy działa lepiej z rysikiem z zestawu; smugi szybko psują odczyt markerów.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Ograniczony zakres dynamiczny utrudnia pomiary tłumienności > 70 dB.
• Brak wewnętrznego tłumika – pomiary bardzo nisko-impedancyjnych obciążeń (< 5 Ω) mogą być zafałszowane.
• Wskaźnik baterii w FW 0.5.x ma ±15 % błąd – korzystaj z power-banku przy długich sesjach.

Sugestie dalszych badań

• TRL i OSLT z niestandardowymi standardami domowymi.
• Automatyczne skrypty (Python pyLiteVNA) do kontroli produkcyjnej.
• Integracja z programami symulacyjnymi (ADS, Qucs-Studio) – import *.s2p i korelacja pomiar-symulacja.

Krótkie podsumowanie

LiteVNA-64 to niedrogi, przenośny dwuportowy VNA 50 kHz – 6,3 GHz. Instrukcję w PDF pobierzesz z linków podanych wyżej; najważniejsze czynności to poprawna kalibracja SOLT, korzystanie z markerów oraz świadomość ograniczeń mocy i dynamiki. Aktualny firmware (0.5.x) oraz NanoVNA-Saver/VNA-QT znacznie rozszerzają funkcjonalność (TDR, CW-TX, de-embedding). Stosując dobre praktyki RF (krótkie kable, moment dokręcania, kontrola temperatury) uzyskasz wyniki zbliżone do profesjonalnych analizatorów przy ułamku kosztu.

Pytanie

Pomiar indukcyjności i pojemności przez LiteVna64

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• LiteVNA-64 mierzy indukcyjność (L) i pojemność (C) pośrednio, wyznaczając parametr odbicia S11 i przeliczając z niego impedancję (Z = R + jX).
• Po kalibracji SOL(O)-T użytkownik ustawia marker na wybranej częstotliwości; firmware ≥ 0.5.x lub NanoVNA-Saver potrafią od razu wyświetlić L/C, a w starszych wersjach wartości przelicza się wzorami
  [L = \frac{X}{2\pi f},\qquad C = \frac{1}{2\pi f|X|}].
• Kluczowe jest dopasowanie częstotliwości pomiaru: wystarczająco wysokiej, by ( |X| \gg R_{\text{par}} ), lecz znacznie niższej od częstotliwości samorezonansowej badanego elementu (SRF).

Szczegółowa analiza problemu

1. Kalibracja i płaszczyzna odniesienia

1. MENU → CAL → CALIBRATE → OSL (Open, Short, Load) na końcu kabla pomiarowego.
2. SAVE → C0…C4, aby zachować i aktywować korekcję.
3. Unikaj przekładania kabla lub złączy po kalibracji – przesunie to płaszczyznę pomiaru.

2. Dobór częstotliwości

3. Metody pomiaru

1. Jednoportowa reflektometria (S11) – najszybsza; dokładność ±(2-5 %) przy dobrej kalibracji.
2. Funkcja “COMPONENT” (fw ≥ 0.5.x) – LiteVNA sam oblicza L/C w wybranym punkcie.
3. Dwuportowy pomiar transmisyjny (S21) z rezystorem wzorcowym 50 Ω – poprawia rozdzielczość dla dużych indukcyjności; wymaga kalibracji TRL lub SOLT 2-port.
4. De-embedding fixture – dla elementów SMD: zmierz OPEN/SHORT/LOAD w miejscu DUT, odjęcie programowe śladu uchwytu.

4. Teoria przeliczeń

Impedancja idealnego elementu:
[
Z_L = j\omega L,\qquad Z_C = -\frac{j}{\omega C},\qquad \omega = 2\pi f.
]
Dla elementów rzeczywistych stosujemy modele RLC równoległe lub szeregowe; LiteVNA-Saver umożliwia dopasowanie tych modeli metodą najmniejszych kwadratów i wyznaczenie ESR/ESL/Q.

5. Przykład praktyczny

Cewka 1 µH (rdzeń ferrytowy) podłączona bezpośrednio do portu:

• Zakres: 2 MHz – 20 MHz, 201 punktów.
• Marker @ 10 MHz: (Z = 1.8 + j63.4\ \Omega).
• (L = \dfrac{63.4}{2\pi \cdot 10^7} \approx 1.01\ \mu\text{H}).
• (Q = \dfrac{X}{R} = 35).

Aktualne informacje i trendy

• Firmware 0.5.x dodał menu DISPLAY → COMPONENT umożliwiające natychmiastowy odczyt L, C, R (informacja z dokumentacji aktualizacyjnej 2024-01).
• NanoVNA-Saver 0.5.5 (maj 2024) ma moduł “RLC Analysis” z eksportem do CSV i dopasowaniem modeli równoległych/szeregowych.
• Wersje LiteVNA-64-“Pro” (premiera 2023/2024) oferują lepszy generator wektorowy (mniejszy szum fazowy ≈ -125 dBc/Hz @ 10 kHz) – poprawa czułości na małe ( |X| ).
• Trend rynkowy: przejście z kalibracji OSL na TRL lub UOSM dla precyzyjnych fixture SMD oraz integracja AI-fit (automatyczne wykrywanie topologii modelu elementu).

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Duża indukcyjność przewodu: ~1 nH/mm; pętelka 1 cm może zafałszować cewkę 10 nH o 10 %.
• Pasożytnicza pojemność uchwytu SMT typu “banana” to ~0.2 pF – krytyczna przy pomiarach <2 pF.
• SRF elementu sprawdzamy śladem impedancji przecinającym oś rzeczywistą Smith-a; poniżej 20 % SRF model jednoreaktancyjny jest wiarygodny.

Aspekty etyczne i prawne

• Brak bezpośrednich aspektów etycznych; należy jednak zachować bezpieczeństwo ESD podczas montażu elementów SMD oraz przestrzegać norm EMC, gdy VNA pracuje w paśmie nadawczym (>50 dBm ERP urządzenia laboratoryjne).
• W UE LiteVNA-64 jest klasyfikowany jako sprzęt pomiarowy; nie wymaga dodatkowej homologacji, ale użytkownik odpowiada za nieemisję sygnału w pasmach licencjonowanych.

Praktyczne wskazówki

1. Stosuj przewód semi-rigid SMA o długości ≤5 cm lub adapter SMA-SMA “bullet” – eliminuje konieczność de-embeddingu przy elementach THT.
2. Ustaw IF-BW na 10 Hz przy pomiarach bardzo małych ( |X| ) – poprawa SNR kosztem czasu skanowania.
3. Korzystaj z funkcji port-extension, aby skompensować długość adaptera pomiarowego, gdy fixture nie pozwala na kalibrację w miejscu DUT.
4. Zapisz skrypt w NanoVNA-Saver, który po wczytaniu CSV automatycznie filtruje punkty z (|X|/R < 3) – usuwa dane o niskim Q, zwiększając dokładność fitu.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Dokładność spada dla ( |Z| < 2\ \Omega ) lub ( |Z| > 2\ \text{k}\Omega ); rozważ LCR-metrowy mostek przy niskich częstotliwościach.
• Przy bardzo małych L/C dominują pasożyty – potrzebna jest technika open-short de-embedding albo pomiar resonansowy (π-network).
• W starszych egzemplarzach LiteVNA (HW-rev < v3) dynamiczny zakres <60 dB powyżej 4 GHz – ograniczenie dla małych kondensatorów w GHz.

Sugestie dalszych badań

• Implementacja kalibracji UOSM (Unknown-Through, Open, Short, Match) we fw LiteVNA dla fixture nieliniowych.
• Porównanie VNA-fit vs. technika rezonansowej sondy przebiegowo-fazowej dla cewek nH.
• Wpływ temperatury na L (TCL) i C (TCC) – automatyczne logowanie parametrów wraz z termoparą i regresją wielomianową.
• Analiza rozkładu wartości ESR/ESL w partiach elementów SMD 0402 – wykorzystanie LiteVNA w kontroli jakości SMT.

Krótkie podsumowanie

LiteVNA-64, choć pierwotnie projektowany jako analizator antenowy, jest pełnoprawnym jedno- i dwuportowym VNA pozwalającym na dokładny pomiar indukcyjności i pojemności. Warunkiem jest:
1 ) staranna kalibracja OSL w płaszczyźnie DUT,
2 ) dobór częstotliwości tak, aby element zachowywał się jak “czysta” reaktancja,
3 ) kompensacja fixture i przewodów.
Dzięki funkcjom “COMPONENT” w nowym firmware i modułom RLC Analysis w NanoVNA-Saver, większość obliczeń wykonuje za użytkownika samo narzędzie, a uzyskana niepewność (±2–5 %) jest wystarczająca zarówno w laboratorium RF, jak i w warsztacie hobbystycznym.