通过TinySA看频谱仪原理

这是一篇国外大哥对TinySA的原理分析，视频中绘制了TinySA的设计框图。TinySA是荷兰一位牛人Erik开发的，并进行了源码开源，最近我在学习的就是这个开源项目，几个月时间，对它的原理有了一些理解。

信-号-接-收

这个设计主要的内容就是信号接收，接收有两种方式：

1、0-350MHz，采用二级混频，第一级混频为mini-circuits公司生产的ADE-25，这是一颗二极管架构的混频器；

第二级混频在SI4432内部。

2、260-960MHz，采用Direct模式，直接进入SI4432内部进行混频并计算。

相比之下，第二种方式的精度肯定是更低。

滤-波-器

总共用了两种：LPF、BPF

LPF

从框图上看，第一种方式，先是经过衰减器、LPF然后才进入混频器，这个LPF采用的是集总元器件（貌似叫椭圆滤波器）的方式本来是想用HFSS仿真一下，但是出于电脑原因，跑HFSS相当吃力了，再者这个LPF不需要太精确，个人认为原理图仿真即可，Layout的时候尽量优化走线以及器件布局的寄生参数也就足够了，看到网上的更高频率的频谱仪设计才用到微带滤波器，那个就很有必要仔细仿真了。我就偷懒直接用ADS进行了原理图的仿真

设计完之后，调试参数时学习到的点就是LNA和PA的匹配上，这些官方都有详细的手册和推荐参数，另外就是我使用的有源晶体，SI4432推荐使用30MHz的晶体，有源晶体有两个不一样的地方：

1、需要关闭芯片内部的自动调谐功能，也就是晶体的匹配电容，假如你使用无源晶体，那就需要注意选型上要和芯片最大补偿电容相匹配；

2、另一个就是输出的是方波，都知道方波的谐波成分相当多，这个在我调试过程中真是感受颇深，需要在时钟上增加滤波消除谐波成分，正好套用以上的椭圆滤波器，修改参数调试发现效果相当好，双重验证这个LPF的效果，不过最终综合考虑下还是简单选择了RC滤波，就几十M的频率用牛刀有点瞎搞了。另外值得一提的是虽然datasheet上有说明可以根据接收频率调整晶体以适配接收灵敏度的优化，并指出详情请联系官网，官网上提问，无奈太过渺小没有得到回应。

BPF

实际是一颗SAW滤波器，需要注意的是参数选型，因为实际我发现根本买不到作者用的SAW滤波器，所以对参数进行了了解，有三个主要参数：带宽、阻抗、插入损耗。

带宽：不能太大，推荐600K左右；

阻抗：50欧，对于非50欧的，输入输出需要LC匹配，参考datasheet，另外就是Layout需要注意GND的连接，建议L2接地以增加隔离；

插损：小于3dB，否则接收灵敏度会严重受影响，当然前面的LPF的插损也一样较为关键。

好了，这就是目前DIY学习记录的内容。后面看作者又出了升级版，有机会再研究研究。

审核编辑：汤梓红