Расчёт приёмо-передающего тракта, радиомодем sx1233 Опции

[Marser]

Здравствуйте! Есть микросхема радиомодема sx1233, собираюсь использовать её для передачи FSK сигнала на частоте 433 МГц.
У микросхемы есть вывод RFIO (radio frequency input output) к которому присоединяется антенна через фильтрующие цепи, привожу рисунок.
Подскажите ссылки, литературу, где приведён расчёт этих фильтрующих цепей? (в datasheet расчёта этих цепей нет)
Спасибо.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Proffessor]

Здравствуйте! Есть микросхема радиомодема sx1233, собираюсь использовать её для передачи FSK сигнала на частоте 433 МГц.
У микросхемы есть вывод RFIO (radio frequency input output) к которому присоединяется антенна через фильтрующие цепи, привожу рисунок.
Подскажите ссылки, литературу, где приведён расчёт этих фильтрующих цепей? (в datasheet расчёта этих цепей нет)
Спасибо.

Вообще, в даташите говорится, что за номиналами элементов Reference Design надо обращаться в представительство Semtech. Вот это по-нашему, по-одесски!
Попробуем разобраться. Всю эту пассивную схему наверное надо разбить на две части. L1-C2, похоже что это есть цепь согласования выхода передатчика (Power Amplifier) с 50-омной нагрузкой. Тогда L2-C1-С3 это цепь развязки для подачи питания на усилитель мощности передатчика c пина VR-PA чипа. Чтобы рассчитать эти цепи, надо знать выходной импеданс усилителя мощности передатчика . Понятно, что он меньше 50 ом (как и должно быть при низковольтном питании), но неизвестно какой. По напряжению питания и по выходной мощности его можно приблизительно посчитать (см."Дж.Ленк. Расчет и проектирование электронных схем; Каганов. Транзисторные передатчики). В этих же книгах также есть методика расчета согласующих цепей и развязывающего индуктора (L2). С1 и С2 должны иметь минимально возможный импеданс на рабочей частоте. Я бы поставил по 1000pF керамические X7R.
Остальная часть (C4-L3-C5-C6-L4-C7) не что иное, как эллиптический фильтр нижних частот для подавления гармоник передатчика. Этот фильтр должен иметь глубокие провалы на частотах второй и третьей гармоник (866 и 1299MHz). Частота среза фильтра должна быть чуть выше рабочей полосы частот, для технологического запаса, скажем 450MHz, сопротивления нагрузок входа и выхода 50 ом (если антенна 50-омная). Конечно, можно посчитать по талмудам и с калькулятором в руках (например по книге "Р.Зааль. Справочник по расчету фильтров"), но это долго и недушевно. Намного быстрее синтезировать софтом Filter Solutions от Nuherz или AWR Design Environment. Может есть и другие, какие-нибудь бесплатные софты, но далеко не все из них умеют синтезировать эллиптические фильтры.

Сообщение отредактировал Proffessor - Nov 28 2011, 12:41

[Marser]

Вообще, в даташите говорится, что за номиналами элементов Reference Design надо обращаться в представительство Semtech. Вот это по-нашему, по-одесски!
Попробуем разобраться. Всю эту пассивную схему наверное надо разбить на две части. L1-C2, похоже что это есть цепь согласования выхода передатчика (Power Amplifier) с 50-омной нагрузкой. Тогда L2-C1-С3 это цепь развязки для подачи питания на усилитель мощности передатчика c пина VR-PA чипа. Чтобы рассчитать эти цепи, надо знать выходной импеданс усилителя мощности передатчика . Понятно, что он меньше 50 ом (как и должно быть при низковольтном питании), но неизвестно какой. По напряжению питания и по выходной мощности его можно приблизительно посчитать (см."Дж.Ленк. Расчет и проектирование электронных схем; Каганов. Транзисторные передатчики). В этих же книгах также есть методика расчета согласующих цепей и развязывающего индуктора (L2). С1 и С2 должны иметь минимально возможный импеданс на рабочей частоте. Я бы поставил по 1000pF керамические X7R.
Остальная часть (C4-L3-C5-C6-L4-C7) не что иное, как эллиптический фильтр нижних частот для подавления гармоник передатчика. Этот фильтр должен иметь глубокие провалы на частотах второй и третьей гармоник (866 и 1299MHz). Частота среза фильтра должна быть чуть выше рабочей полосы частот, для технологического запаса, скажем 450MHz, сопротивления нагрузок входа и выхода 50 ом (если антенна 50-омная). Конечно, можно посчитать по талмудам и с калькулятором в руках (например по книге "Р.Зааль. Справочник по расчету фильтров"), но это долго и недушевно. Намного быстрее синтезировать софтом Filter Solutions от Nuherz или AWR Design Environment. Может есть и другие, какие-нибудь бесплатные софты, но далеко не все из них умеют синтезировать эллиптические фильтры.

Жесть...

[SmarTrunk]

Да, согласование тут - главный вопрос. Надо понять, какой импеданс нужно сделать на выходе передатчика (микросхемы), но это на пальцах можно прикинуть, исходя из напряжения питания и выходной мощности. Еще - вроде сам фильтр (в данном случае П-образный эллиптический) может, заодно, трансформировать импеданс нагрузки. И рассчеты фильтров часто предусматривают разные "входное" и "выходное" сопротивление фильтра. "Провалы" АЧХ эллиптического фильтра, очевидно, должны подавлять гармоники несущей, иначе смысла в эллиптическом фильтре нет, можно ставить обычный П-образный. Емкости монтажа и индуктивности дорожек должны быть учтены, очевидно, на такой частоте. Частота среза фильтра, думаю (это мое личное мнение) тут вообще не важна (не так важна), т.к. основными внеполосными излучениями будут шумы передатчика в окрестностях несущей, т.е по соседним каналам (которые ФНЧ все равно никак не уберет), и гармоники, кратные основной частоте (но они уже далеко выше по частототе). Так что запас по частоте среза можно сделать любой, лишь бы сделать минимальные потери и нужную трансформацию на рабочей частоте (диапазоне частот). Емкость С2 1000 пФ - это, думаю, перебор. Конденсаторы NP0 вроде считаются лучше на ВЧ. Еще, думаю, выходная емкость микросхемы тоже участвует в работе рассматриваемой схемы, как часть П-образного фильтра, хотя на схеме не показана, но ее хорошо бы знать, для рассчета.

Сообщение отредактировал SmarTrunk - Nov 28 2011, 13:08

[Marser]

Получается эта аналоговая схема предназначена для решения двух задач:
1) согласование
2) фильтрация.
Подскажите литературу про согласование?


В комментариях говорилось о роли указанной схемы для передающего устройства. В данном случае передающий тракт является одновременно приёмным трактом. В какой литературе правильнее искать расчёт такой схемы: "Входные цепи радиоприёмных устройств" или "Выходные цепи радиопередающих устройств"?

[SmarTrunk]

Ну еще (но это очевидно) через индуктивности L1 и L2 подается питание на выходной каскад, а С3 служит для развязки, чтобы питание не попало на выход.

[Proffessor]

Да, согласование тут - главный вопрос. Надо понять, какой импеданс нужно сделать на выходе передатчика (микросхемы), но это на пальцах можно прикинуть, исходя из напряжения питания и выходной мощности. Еще - вроде сам фильтр (в данном случае П-образный эллиптический) может, заодно, трансформировать импеданс нагрузки. И рассчеты фильтров часто предусматривают разные "входное" и "выходное" сопротивление фильтра.

Если имеется согласующая цепочка выхода передатчика, то нет смысла напрягать фильтр на согласование импедансов. Согласен, что частота среза тут не критична, потому что ничего кроме гармоник фильтровать не надо.

Получается эта аналоговая схема предназначена для решения двух задач:
1) согласование
2) фильтрация.
Подскажите литературу про согласование?


В комментариях говорилось о роли указанной схемы для передающего устройства. В данном случае передающий тракт является одновременно приёмным трактом. В какой литературе правильнее искать расчёт такой схемы: "Входные цепи радиоприёмных устройств" или "Выходные цепи радиопередающих устройств"?

В данном случае это тема "Выходные цепи радиопередающих устройств".

Сообщение отредактировал Proffessor - Nov 28 2011, 13:25

[SmarTrunk]

Proffessor
OK

[Proffessor]

Ну еще (но это очевидно) через индуктивности L1 и L2 подается питание на выходной каскад, а С3 служит для развязки, чтобы питание не попало на выход.

Очевидно также то, что L1C2 - Г-образная согласующая цепь, другого смысла нет. Если на пальцах, это параллельный LC-контур, к которому последовательно с индуктивностью включен источник сигнала, а к емкости - нагрузка. Так происходит трансформация малого сопротивления источника в большое сопротивление нагрузки на резонансной частоте.

Сообщение отредактировал Proffessor - Nov 28 2011, 13:43

[Marser]

Не подскажите, где посмотреть принципиальные схемы приёмопередатчиков с несущей частотой диапазона 433 МГц на основе других микросхем? Там должны быть аналогичные LC цепи.

[Aner]

Можете сюда заглянуть и там порыться среди апнотов.
http://www.silabs.com/products/wireless/EZ...Si44303132.aspx
Якобы эллиптический фильтр нижних частот, обычно называемые фильтрами Кауэра расчитываются разными программами, суть их правильно описали.
Для этих фильтров желательно линейно-гладкая фазавая характеристика в полосе пропусания.
Много в инете специальных программ для их расчета, я находил много среди американских университетских работ, неплохо считают фильты, проверяли практически.
Nuherz неплохо считает, но его еще надо освоить. Он также может посчитать трансформатор сопротивления и фильтр вместе.