cc1010 + external amplifier, увеличение мощности передатчика Опции

[zpv]

Доброго времени суток.
Собрал пару устройств на сс1010 433,92->дальность на проволочных антеннах 300-400м при скорости обмена 19200 Кб/с.
Хотелось бы увеличить мощность передатчика, применив внешний усилитель, например Agilent ABA-31563.
В собранных девайсах антенна подключена по схеме, предложенной производителем. У внешнего усилителя есть своя обвязка. Каким образом это все совокупить не знаю. Плюс к тому же у ABA-31563 в datasheet приведены номиналы внешних элементов для частоты 2GHz. Как рассчитать для 433?
В каком направлении копать? Заранее благодарен любой информации.

Сообщение отредактировал zpv - Nov 21 2011, 17:00

[Proffessor]

Доброго времени суток.
Собрал пару устройств на сс1010 433,92->дальность на проволочных антеннах 300-400м при скорости обмена 19200 Кб/с.
Хотелось бы увеличить мощность передатчика, применив внешний усилитель, например Agilent ABA-31563.
В собранных девайсах антенна подключена по схеме, предложенной производителем. У внешнего усилителя есть своя обвязка. Каким образом это все совокупить не знаю. Плюс к тому же у ABA-31563 в datasheet приведены номиналы внешних элементов для частоты 2GHz. Как рассчитать для 433?
В каком направлении копать? Заранее благодарен любой информации.

Значит так. Оптимальное сопротивление нагрузки TX-секции чипа CC1010 для частоты 433MHz равно 140 ом. Усилитель ABA 31563 имеет входное и выходное сопротивление на частоте 433MHz близкое к стандартному 50ом. Следовательно, к выходу усилителя можно подключить 50-омную антенну, а между выходом чипа и входом усилителя надо включить согласующую цепь 140/50ом, которая может быть выполнена в виде П-образной LC-цепи (П-контур по терминологии любителей) с номиналами C=4.39pF и L=31nH (расчетные значения для частоты 433MHz). Если антенна имеет входное сопротивление 140ом, то между выходом усилителя и антенной следует включить такую же LC-цепь.

Сообщение отредактировал Proffessor - Nov 21 2011, 14:04

[zpv]

Огромное спасибо за столь подробный ответ. Очень хотелось бы узнать, где можно почитать как расчитывать входные и выходные высокочастотные цепи, чтобы не захламлять форум такими вопросами.

[Proffessor]

Огромное спасибо за столь подробный ответ. Очень хотелось бы узнать, где можно почитать как расчитывать входные и выходные высокочастотные цепи, чтобы не захламлять форум такими вопросами.

Например:
Каганов. Транзисторные радиопередатчики. 1976, стр.202.
Дж.Ленк. Расчет и проектирование электронных схем. 1979.стр.134.
А вообще это есть сосредоточенный аналог четвертьволновой линии, у которой волновое сопротивление равно среднегеометрическому значению от согласуемых сопротивлений. Аналогично у П-образного согласователя реактивные сопротивления LC-элементов на центральной частоте должны быть равны волновому сопротивлению. Добротность схемы, которая определяет полосу пропускания, равна корень(R1/R2) при R1>R2.

Сообщение отредактировал Proffessor - Nov 22 2011, 07:39

[zpv]

Спасибо, буду изучать.

[RN3QVG_1]

по согласованию доступно написано http://[banned]/soglasie.htm

[-fender-]

ссылка на статейку по согласованию импедансов.
для начинающего само то .

Сообщение отредактировал -fender- - Nov 24 2011, 19:18

[nh4t]

ссылка на статейку по согласованию импедансов
для начинающего само то .

RFSim99 вас спасёт . Там есть кнопка "Сделать, чтоб согласовано" .

http://electroschematics.com/wp-content/up...2/rf-sim-99.zip

[zpv]

Всем спасибо за помощь. С согласованием импедансов разобрался. Пока непонятно следующее:
1. В datasheet на СС1010 в предложенной схеме согласования выхода передатчика с 50-омной нагрузкой он подключается через индуктивность к +пит (3 В). Ни в одной из Г или П цепочек схем согласования я такого не видел. Необходимо ли мне подключать RF_OUT CC1010 к +Пит или полностью переработать схему согласования с использованием П-контура.
2. Какую мощность передатчика можно реально получить применив усилитель ABA-31563 (или аналог).
3. Не будет ли усилитель мощности мешать схеме согласования приёмника с антенной.
4. Можно ли дополнительно использовать в цепи приёмника внешний LNA для увеличения чувствительности приёмника и какой посоветуете.

Извиняюсь в своей некомпетентности. Заранее благодарен.

[Proffessor]

Всем спасибо за помощь. С согласованием импедансов разобрался. Пока непонятно следующее:
1. В datasheet на СС1010 в предложенной схеме согласования выхода передатчика с 50-омной нагрузкой он подключается через индуктивность к +пит (3 В). Ни в одной из Г или П цепочек схем согласования я такого не видел. Необходимо ли мне подключать RF_OUT CC1010 к +Пит или полностью переработать схему согласования с использованием П-контура.
2. Какую мощность передатчика можно реально получить применив усилитель ABA-31563 (или аналог).
3. Не будет ли усилитель мощности мешать схеме согласования приёмника с антенной.
4. Можно ли дополнительно использовать в цепи приёмника внешний LNA для увеличения чувствительности приёмника и какой посоветуете.
Извиняюсь в своей некомпетентности. Заранее благодарен.

Есть вопрос. Какую антенну используете (покупную, самодельную, вид, конструкция, входное сопротивление)?

[zpv]

Антенна покупная, штырьевая 50 Ом. Кстати, насколько критично, если я буду использовать радиоэлементы типоразмера 1206.

Сообщение отредактировал zpv - Dec 5 2011, 12:56

[Proffessor]

Антенна покупная, штырьевая 50 Ом.

Усилитель ABA-31563 не подойдет - слабоват по выходной мощности (не более 1,7mW). Надо выбирать усилитель с максимальной выходной мощностью большей, чем максимальная у чипа CC1010 10mW. Усилитель с OIP1=+20dBm самое то.
Теперь место где его включать. Посмотрите на CC1010 Application Circuit, стр.86 даташита. Похоже цепочка C42-C41-L41 есть согласующая 140/50 ом для TX-выхода, ее надо сохранить. Тогда усилитель надо включить в разрыв между C42 и точкой соединения антенны c C31. Так как антенна 50-омная, никаких согласующих цепей больше не надо. Номиналы выбирайте по таблице 28 даташита. Понятно, что приемник и передатчик в чипе не могут работать одновременно и включаются поочередно. Чтобы дополнительный усилитель мощности не влиял на RX-тракт, его на время приема надо отключать снятием с него напряжения питания. Для этого надо откуда-то из чипа (может RSSI?) вытащить внутренний управляющий сигнал TX/RX и им управлять ключом, подающим питание на усилитель. На структурной схеме чипа не показано, и в тексте ничего нет, чем управляется встроенный TX/RX-переключатель.
Усилитель для RX-тракта не требуется, в чипе уже есть свой оптимизированный под смеситель LNA, дополнительный ничего не даст. Чувствительность гарантируется по даташиту минус 107dBm (1 микровольт), а этого уже достаточно.
Корпуса 1206 пассивных элементов вполне можно применять на этой частоте, если позволяет площадь платы.

Сообщение отредактировал Proffessor - Dec 5 2011, 13:48

[zpv]

Спасибо. Питанием усилителя буду управлять одним из портов I/O. Вы не могли бы посмотреть на усилитель MGA-62563. Правильно я понимаю, что больше 60 мВт из него не выжать (я думаю мне хватит для связи по прямой до 3 км ). Извините, что перегружаю вопросами.

Сообщение отредактировал zpv - Dec 6 2011, 09:02

[Proffessor]

Большое спасибо, буду искать интегральный усилитель. Питанием усилителя буду управлять одним из портов I/O. Если Вы не против, при возникновении проблем, разрешите обратиться за очередной помощью.

Помогая Вам, мы помогаем себе не заржаветь.

[Proffessor]

Спасибо. Питанием усилителя буду управлять одним из портов I/O. Вы не могли бы посмотреть на усилитель MGA-62563. Правильно я понимаю, что больше 60 мВт из него не выжать (я думаю мне хватит для связи по прямой до 3 км ).

MGA-62563 вполне можно при максимальной мощности 63mW. Если загнать в ограничение, то может быть и 70mW, только в ограничении возрастет уровень гармоник, они же побочные излучения. При напряжении питания 5V и рабочем токе 80mA можно выжать и 100mW. Дополнительных согласующих цепей под этот усилитель городить не надо , на частоте 433MHz он имеет достаточно малые коэффициенты отражения по входу и по выходу.
Развязывающий индуктор (дроссель), подключаемый между питанием и выводом 6 усилителя должен иметь номинал не менее 75nH. Скажем, в пределах 75 - 100nH должно быть нормально

Сообщение отредактировал Proffessor - Dec 6 2011, 12:29

[zpv]

От всей души благодарю Вас. Теперь есть практически вся информация. Интересно, как можно (какими приборами или другими средствами) измерить реальную мощность передатчика и проверить (настроить) согласованность импедансов?

Сообщение отредактировал zpv - Dec 6 2011, 16:17

[Proffessor]

От всей души благодарю Вас. Теперь есть практически вся информация. Интересно, как можно (какими приборами или другими средствами) измерить реальную мощность передатчика и проверить (настроить) согласованность импедансов?

Небольшую мощность (до +20dBm или до 100mW) на нагрузке 50ом можно измерить любым спектроанализатором. Если мощность сигнала превышает предельно допустимую для данного спектроанализатора, на его входе надо подключать аттенюатор с фиксированным затуханием и учитывать его при измерениях.
Для настройки согласования важно знать входной импеданс антенны (комплексное сопротивление) или ее КСВ (или коэффициент отражения) на рабочей частоте (КСВ должен быть не более 2 или коэффициент отражения не более минус 9,4dB). Если антенна покупная и Вы уверены в ее качестве, нет смысла ее измерять. Если же есть такая необходимость, можно старым прибором Р4-37/1 или современным векторным анализатором цепей, или, на худой конец, скалярным анализатором цепей. Скалярный анализатор может измерять только коэффициент отражения (КСВ), но не может измерять комплексное сопротивление. Многие современные спектроанализаторы имеют встроенный скалярный анализатор цепей (по ихнему Tracking Generator).
Комплексное входное сопротивление антенны на конкретной частоте состоит из активной части и реактивной части. Реактивная часть может быть положительная (индуктивная) или отрицательная (емкостная). Задача согласующей цепи между антенной и передатчиком или приемником - скомпенсировать реактивную составляющую (свести ее к нулю) и трансформировать произволную активную часть в стандартное значение (например 50 ом).

[zpv]

Еще раз спасибо. Анализатор спектра хорошая вещь, но немного дороговато. Если измерить потребляемую мощность всем устройством в режиме приёма, и в режиме передачи, как сильно будет отличаться из разность от реальной мощности передатчика?

[Proffessor]

Если измерить потребляемую мощность всем устройством в режиме приёма, и в режиме передачи, как сильно будет отличаться из разность от реальной мощности передатчика?

Очень приблизительно выходная ВЧ мощность будет равна половине разности потребляемых мощностей передача/прием.

Сообщение отредактировал Proffessor - Dec 7 2011, 12:08

[zpv]

Очень приблизительно выходная ВЧ мощность будет равна половине разности потребляемых мощностей передача/прием.

Спасибо, пока всё ясно. Если что, с Вашего разрешения буду обращаться.

Сообщение отредактировал zpv - Dec 7 2011, 16:40

[EVS]

Чтобы дополнительный усилитель мощности не влиял на RX-тракт, его на время приема надо отключать снятием с него напряжения питания.

Даже "отключенный снятием с него напряжением питания" дополнительный усилитель мощности обязательно будет влиять на RX-тракт. Далеко не лучшим образом. Чтобы таки втюхать в такую штуку доп.УМ, наверняка придется вводить коммутацию именно сигнальных цепей. Практически отдельная РЧ разработка.

[Proffessor]

Даже "отключенный снятием с него напряжением питания" дополнительный усилитель мощности обязательно будет влиять на RX-тракт. Далеко не лучшим образом. Чтобы таки втюхать в такую штуку доп.УМ, наверняка придется вводить коммутацию именно сигнальных цепей. Практически отдельная РЧ разработка.

Выход обесточенного усилителя никак не может влиять на приемный тракт. Для того, чтобы он влиял, уровень принимаемого с антенны сигнала должен быть быть таким мощным, чтобы открывались pn-переходы в усилителе мощности (т.е. более 0,3V). Такая ситуация просто нереальна.