SDR-Kits (https://www.sdr-kits.net/DG8SAQ-VNWA-models)，提供VNWA 3E。这是2端口1 kHz至1.3 GHz VNA，具有令人印象深刻的规格。它很好地击中了PDN组件测量的最佳点(请参阅本期关于此应用程序的文章)．价格是500美元，运费和校准套件包括在内。

从亚马逊和R&L Electronics可以买到的纳米VNAs是非常低成本的网络分析仪。有两种型号，都有彩色触摸屏显示，由个人电脑使用vnc - qt软件(适用于Linux或Windows)控制:

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每车道224 Gb/s:选择和挑战

  • V1, 10 kHz-1.5 GHz, 2.8英寸显示屏，55美元

  • V2, 50 KHz-3 GHz, 2.8英寸显示屏，106美元

频率点的数量对于V1固定为101，对于V2固定为201或1024。输出实际上不是正弦波而更像方波，输出功率电平不可调，动态范围有限。包括充电电池、校准包和USB- c (V1)或USB (V2)线缆。

mRS mini VNA tiny， (http://miniradiosolutions.com/) 1 MHz-3 GHz, USB/无显示，550美元，是一款来自德国的双端口USB连接仪器。它比纳米VNAs贵得多，而且没有内置显示屏。图6显示了该单元和可选校准套件。

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图6所示。图片的迷你VNA微小的可选校准套件

该设备是一个双端口、usb供电的VNA，可以同时进行反射和传输测量。前者用于天线分析，而后者提供了通过滤波器、PCB迹线、电缆等的损耗测量。然而，没有办法执行真正的四端口差动测量。它提供10 Hz的最小频率步长，最大23000个频率点，高达70 dB的动态范围，以及信号发生器模式。

校准可以使用一组简单的端口标准(开放，短，负载)进行，并且数据可以用于后续测量。可以为自定义扫描定义创建用户定义预设。测量数据可以导出到Excel (.xlsx)或逗号分隔值(.csv)文件，包括各种参数，如实阻抗和虚阻抗，阻抗的幅度和相位，驻波无线电(SWR)和群延迟。s参数导出也可用，但只能导出.csv格式，不能导出Touchstone格式。vna/J程序GUI的示例屏幕截图如图7所示，部分导出的Excel数据文件如图8所示。所示的示例是用于美国HF(短波)业余频段的非谐振多波段天线。

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图7所示。mini VNA微小测量屏幕截图

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图8所示。vna/J软件导出Excel文件的部分截图

用于vna tiny的vna/J软件是基于java的，适用于Windows、MAC OS X和Linux。用户指南是可用的，但它比最新版本(3.4.6,2020年11月27日)旧得多(2019年11月1日版本3.3)。它是相当广泛的，并详细介绍了软件中可用的选项。作者通过电子邮件对问题做出了非常积极的回应。

关于VNA的经验是复杂的，但总体上是积极的。3 GHz的最高频率很不错，尤其是在这个价格点上。该分析仪的工作如预期，但没有与纳米VNA或商用VNA的结果进行比较。vna/J软件对分析仪进行操作，包括校准和测量，并执行数据导出，但并不像作者希望的那样友好。Touchstone缺乏输出功能可能会有限制，但对家庭用户来说可能不会有什么影响。

然而，这确实限制了模拟器对数据的使用。编写转换程序从vna/J导出的.csv文件生成对数幅值和相位格式的Touchstone文件并不困难，尽管某些模拟器可能需要使用恒定频率间隔或频率插值。创建预设的能力很好，以及在同一测量的不同频率范围内定义不同频率步长的能力。

频谱分析仪和特别提款权

这一类别包括传统的模拟和实时频谱分析仪，以及可作为频谱分析仪使用的sdr。

Hugen tinySA (http://www。https://www.tinysa.org/wiki/)是一个350/960 MHz频谱分析仪，71毫米(2.8英寸)彩色显示器和USB端口。它在阿里巴巴、速卖通和R&L电子(美国)的售价约为50美元。扫描点的最大数量是290，这在一定程度上是有限的;该设备使用2.6 kHz和640 kHz的可切换分辨率带宽滤波器。它包括一个用于自检的校准信号发生器。关于tinySA的长篇英文评论可在https://www.hamcom.dk/TinySA/Description_of_TinySA_a_real_Spectrum_Analyzer_for_little_money.pdf．

Nooelec RTL-SDR， (https://www.nooelec.com/store/sdr.html) 25mhz -1.7 GHz, 62美元。RTL-SDR本身并不是真正的频谱分析仪，而是基于RTL820T欧洲数字视频广播(DVB-T) IC的软件定义接收机，可以用作频谱分析仪。它是为电视接收而设计的，但它也可以用作频谱分析仪。接收器加密狗插入计算机上的USB端口，它有一个SMP连接器，用于连接天线(包括)或信号源(参见图9)。

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图9所示。RTL-SDR和Ham-it-Up上转换器

它使用了Airspy sdrsharp软件，该软件绘制了如图10所示的频谱显示，包括瀑布，并包括许多流行信号类型的解调功能。请注意，较强的FM广播电台为101.5 MHz，较弱的电台约为102.6 MHz。

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图10所示。RTL-SDR频谱显示使用sdrsharp

RTL-SDR加密狗有多个版本，它们之间的最低接收频率不同;这个作者的版本是70兆赫，但有些低至25兆赫。为了收听低于最小值的频率，一种方法是在天线和SDR之间使用一个上转换器，如Ham-it-Up(也很便宜)。根据版本的不同，转换器使用100 MHz或125 MHz晶体，因此SDR频率远高于实际接收频率。

SDR工作得很好，主要的限制是接收带宽。显示调整包括变焦，范围和瀑布偏移。调制类型从大量的选择中选择，这使得实验很容易。解调后的信号通过主机PC的扬声器播放。

冥王星adalm， (http://wiki.analog.com/plutosdr) 325 MHz-3.8 GHz SDR售价150美元。这个单元也是一个SDR，是Analog Devices学习模块的一部分。它的频率范围是325 MHz-3.8 GHz，而且没有显示屏。它使用USB连接到计算机，支持MATLAB和Simulink。

普源精电(https://www.rigolna.com/)的一台频谱分析仪售价699美元，这是工程师个人预算的上限。DSA705 DSA705 (100 kHz-500 MHz)或DSA710 (1 GHz)是一款具有200毫米(8英寸)彩色显示器的常规模拟频谱分析仪，具有100 Hz最小分辨率带宽的数字中频，可选PC软件，可选EMI滤波器和准峰值检测器等。

RSPdx， (http://www.sdr-kits.net)是售价158英镑(约合209美元)的1khz - 2ghz单元。与RTL-SDR一样，RSPdx是一个1 kHz-2 GHz的软件定义接收机，也可以用作频谱分析仪。

Seeed科技(https://www.seeedstudio.com/blog/2020/03/19/work-from-home-what-do-you-need-for-an-electrical-engineers-home-lab-2/)提供以下两种选择:

  • WSUB1G (109990010) 240-960 MHz单元价格为139美元。这是一款手持设备，使用RF Explorer软件，具有峰值保持、平均和其他功能，频率跨度为112 kHz-100 MHz。分辨率带宽为2.6-600 kHz。

  • RF Explorer 3G套件(#109990009)跨越15 MHz-2.7 GHz。该套件将WSUB1G与RFEMWSUB3G扩展模块捆绑在一起，将最大频率扩展到2.7 GHz。这款产品售价269美元，交货时间为30周。

DMM(或DVM)

最后，哪个实验室真的没有配备数字万用表(DMM)?当你想测量电池的直流电压，或通道的连续性，检查电阻值，甚至测量一个没有标记的电容时，有一个简单的，功能丰富的数字万用表是很方便的。虽然有数百种可供选择，但最受欢迎的是

  • anen8009单元。速卖通是25美元，亚马逊是42美元。

除了通常的DMM功能外，它还具有9999位数字的读出计数，它还具有频率计，电容计和方波信号源。它具有所有的功能，准确性和易用性，是任何家庭实验室必备的仪器。其他值得考虑的包括:

  • Wavetek DM27XT。该DMM测量AC/DC电压高达750v, AC/DC电流，电阻和电容。

  • 侥幸am - 530。该DMM测量AC/DC电压高达600v, AC/DC电流，电阻，频率，电容和温度。

总结

未来将是一种新常态。信息工作者和一些工程师可能会花更多的时间在家工作。为什么不利用低成本的电子革命，把各种各样的仪器和软件工具放在你的手中呢?他们永远不会取代高端专业水平的工具，但他们可以完全满足家庭工程项目，他们符合工程师的个人预算。

如果您以前从未使用过这些类型的工具之一，并且想要一个入口点来进行测试，并将您的家庭时间引导到建设性的工程时间，那么这些选项可以成为您进入专业级别版本的“门户”。

但更重要的是，拥有这些个人预算负担得起的工具，就在你的家庭办公室、实验室或车间里，这意味着下一代年轻的工程师梦想者也可以使用它们。

对于我们中的许多人来说，这是一个事件，我们经历了建造一些东西的兴奋，或者看到看不见的东西，或者预测一个复杂的行为，我们后来在硬件上看到了实现，点燃了火花，并导致了我们的工程师职业生涯。使用这些低成本工具的机会可能也会让下一代人兴奋不已。


作者

Eric Bogatin博士是科罗拉多大学博尔德分校的兼职教授，Teledyne LeCroy公司的信号完整性传播者，以及SI期刊的技术编辑。

Joseph C. (Jay) Diepenbrock是SIRF Consultants, LLC的独立顾问。

[1] Touchstone是Keysight Technologies的注册商标。


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