Главная страница -> VRTP -> Texнологии -> Радиосвязь

Что-то тема совсем заглохла.
Коротко поделюсь своими результатами по разработки Oper-Quad-T388. Разработана и изготовлена двухслойная плата, выполнен монтаж (пока только части деталей) и проведен ряд испытаний.
Выявлены следующие основные проблемы:
1. До конца не удаться избавиться от наводок передатчика на микрофонную часть.
2. Шум от работы МК настолько велик, что мешает нормальному приёму.
В итоге, дальность связи уступает ICOM ID-31 в цифровом режиме на 30-50% при бюджете 30(TX)+119(RX)=149dB (1% BER). Бюджет Oper-Quad-T388 30+123= 153dB.
Все антенны настроены по КСВ метру.
Сейчас думаю о разработке платы из четырех слоев для уменьшение уровня шумов.

Это сообщение отредактировал Varelka - Sep 9 2017, 04:59 PM

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

В корпусе Т-388

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Экранирование решает проблему 1 и частично 2.

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Тест OQ-T388 и Icom ID-31, ID-51.

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

В теме говорилось о расчетной чувствительности , а не о реальной. Модуль ЛОРА в экране.
Свои задачи, поставленные автором выполняет. Ничего лишнего.

1) микрофон должен быть подпаян к кодеку предельно близко, через ферритовые бусины. При длине дорожек более 2 сантиметров будут наводки. В крайнем случае попробовать скрутить провода от микрофона как в витой паре, надеть ферритовое кольцо

2) как производилась оценка уровня шумов от контроллера и их влияние на приемник?

На моих платах вышеназванные симптомы отсутствуют. 90% вероятно, что проблемы с разводкой платы, правила необходимо соблюдать - в цепях приемника и микрофонного входа особенно. Ну и учесть мощный передатчик + шум контроллера. 4 слоя напрашиваются (с разделением на полигоны)

Это сообщение отредактировал Gospodin_Riba - Sep 11 2017, 08:33 AM

Varelka, рассмотрел внимательно ваши печатные платы. Есть ошибки в разводке.

1) Антенна земли не должна соединяться с общей землей. Так написано в даташите на LoraF30 - я об этом писал и предупреждал здесь.
Предполагаю, приемник подхватывает шумы с общей земли от контроллера.

Иллюстрация ниже

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

2) Недопустимо длинные трассы от микрофона до кодека. Отсутствие земли под трассами - усугубляет проблему.

При разводке ВЧ частей вместе с аналоговыми следует помнить, что волновое сопротивление ВЧ трасс должно быть обеспечено 50 Ом, за счет нужной тощины диэлектрика и трассы и наличием земли под трассами. А так получается трассы излучают в воздух весь набор частот и возникают перекрестные помехи.

Иллюстрация

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Рекомендую провести эксперимент: выпаять ЛОРА-модуль и присоединить его шлейфом к основной плате(до 10 см). Антенную землю не соединять.

Микрофон припаять к цепям как можно короче экранированным кабелем (аудио), экран заземлить на аналоговую землю с одного конца.

Посмотреть работу приемника и передатчика.

Я помню, вы мне про это говорили, но я все GND специально соединил, так как они на самом модуле ЛОРА соединены. Вообще непонятен физический смысл всего этого.
Спасибо за комментарии.

Это сообщение отредактировал Varelka - Sep 11 2017, 12:49 PM

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

В Лора-модуле земли соединены с учетом волнового сопротивления и обеспечения нужной помехоустойчивости. Вы же, нарушили это сопротивление и сделали схему приемника чувствительной к наводкам с контроллера по земле. Земля возле антенны тоже антенна (противовес) и там также развиваются ВЧ токи (легко проверяется, подсоединив ВЧ-вольтметр)

Есть целые туториалы как следует правильно разводить цепи ВЧ и аналоговые.

В целом, респект за проявленный интерес к устройству!
Помогу чем смогу. Тему мониторю.

Вот ещё прокомментировал, надеюсь будет полезно:

Это сообщение отредактировал Gospodin_Riba - Sep 11 2017, 01:03 PM

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Ну и свой вариант

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Аналоговая земля под трассами есть. Другое дело на каком расстоянии она находиться, у меня это 1мм, и поэтому эффект распределённой емкости практически отсутствует.
Вч трасса тут одна, от антенны ЛОРА модуля и она у меня 50 ом (считал на специальном калькуляторе).
Микрофон впаивается прямо в плату и провода там отсутствуют. Длина имеет значение, но я не думаю, что на столько. И как быть тогда с микрофоном который на гарнитуре? Он вообще потенциально подключаться.
Частично решить проблему удалось за счет установки многочисленны блокирующих конденсаторов по 100-300пФ. Ферритовые бусинки применяться как на вашей схеме и плюс дополнительно на питание аналоговой части VS.

Провода с ферритовыми бусинками- это динамик.

Ферритовые бусинки есть
Увеличенный вариант

Это сообщение отредактировал Varelka - Sep 11 2017, 01:32 PM

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Ферритовые бусинки есть
Увеличенный вариант

Полигон AGND

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Точка соединения AGND

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Оценка шумов проводилась на S метр Icom путем подключения его антенного входа к входу Лоры (антенна к Лоре припаяна).
Вообщем, до экранирования шум по всему диапазону 400-470МГц составлял 6-9 баллов, после 1-3.
Сильные гармоники от СТМ идут на 390 и 432 МГц. На 390МГц - 4 балла на расстоянии метр!
Автор, есть возможность на вашем устройстве провести подобные дилетантские замеры?

Идея была сделать всю плату противовесом как это сделано во всех портативных станциях, но там алюминиевое шасси - экран. Так же интересно то, что в них нет аналоговой земли и диф подключения микрофона.


Присоединённый файл ( Кол-во скачиваний: 160 )
 MD_380UHF_RF_schematic.pdf

Даже без проводов длина трасс и соединений на печатной плате слишком длинные.
Несколько страниц назад я тут писал о "эффекте лопастей вертолета" когда микрофон был соединен с кодеком проводками длиной 2-3 см. Эффект заключался в периодическом появлении акустической помехи которая шла вместе с голосом.

Очевидно, соединять экранированным кабелем как это делается с эстрадными микрофонами - дифференциальная пара

Это- костыли. При нормальной разводке они должны уйти.

Полигон очень рваный. Не хватает целостности. Хорошая индуктивность для ВЧ токов - источник помех. Мало того, аналоговый полигон простирается по всей плате, что недопустимо. Схема просто собирает по пути все дерьмо от контроллера и передатчика на аналоговые цепи кодека!

В моем варианте аналоговый полигон совсем далеко от модуля ЛОРА и скромно располагается внизу. Полигоны сплошные, не рваные.

В общем Ваш вариант платы сифонит помехами.

Попробуйте вместо антенны подключить резистор 50 ом не менее1 вт мощности, не забыв второй его конец соединить с антенной землей. Сам модуль Лора вынести отдельно шлейфом как ранее писал. И не забыть отсоединить землю антенны от остальной земли.

и посмотрите исчезнут ли проблемы 1 и 2 которые вы расписали.

Такой возможности у меня нетиз-за отсутствия приборов.

Причин несколько: от цифрового микрофона, до просчета поведения ВЧ токов в симуляторе, может в точке подключения микрофона выполнена нейтрализация ВЧ токов. Ни я, не вы - не вундеркинд в области симулирования поведения ВЧ токов, проще соблюсти некоторые правила разводки печатной платы, чем потом быть разочарованым.

----
Вот еще приглянулось - почему дорога на антенну такая толстая? Она точно имеет волновое 50 Ом ? Зависит от толщины дороги и расстояния земляного полигона. У меня она 0,7 мм всего.
У вас получается еще низкое сопротивление , часть мощности потеряется

Это сообщение отредактировал Gospodin_Riba - Sep 11 2017, 02:49 PM

Фон может быть обусловлен не столько длиной проводников от микрофона, сколько самим микрофоном. Поэтому стоит попробовать микрофоны от мобильных телефонов.

У меня расстояние до земли 1мм.(толщина платы) и по калькулятору такая ширина дороги.
А у вас какое расстояние до полигона земли?

Фон может быть обусловлен не столько длиной проводников от микрофона, сколько самим микрофоном. Поэтому стоит попробовать микрофоны от мобильных телефонов.

Пробовал, такой же эффект вертолета.
Когда подключаю вместо антенны нагрузку 50 ом (резистор в экране)то наводок нет.

Фон может быть обусловлен не столько длиной проводников от микрофона, сколько самим микрофоном. Поэтому стоит попробовать микрофоны от мобильных телефонов.

Лучший микрофон это типа Сосна от слуховых аппаратов ,сделан в ссср,не знаю производят его еще или нет

Такой возможности у меня нетиз-за отсутствия приборов.

Ну хотя бы, вашим приемником-сканером.

Даже без проводов длина трасс и соединений на печатной плате слишком длинные.
Несколько страниц назад я тут писал о "эффекте лопастей вертолета" когда микрофон был соединен с кодеком проводками длиной 2-3 см. Эффект заключался в периодическом появлении акустической помехи которая шла вместе с голосом.

Да, проявляется такой же эффект лопастей вертолета.

Я думаю, дело в полигоне земли и его расстоянии. По логике, ферритовые бусины в непосредственной близости от кодека не должны вообще пропускать ВЧ. А этого достаточно должно быть.

Это сообщение отредактировал Varelka - Sep 11 2017, 03:43 PM

Автор, не могли бы Вы выложить слои платы OQ-2? Можно в личку.
Спасибо.

Толщина платы 1.5 мм
фольга — 0.018 мм
препрег (2 х 7628) — 0.360 мм
фольга — 0.035 мм
стек — 0.71 мм
фольга — 0.035 мм
препрег (2 х 7628) — 0.360 мм
фольга — 0.018 мм

Дорожка толщиной 0.7 мм даст волновое сопротивление близкое к 50 Ом-ам, с препрегом 360 мкм и внутренним слоем земли.
Диэлектрическая константа препрега 7628: от 3,8 - 4,4.
Толщина фольги и разброс диэлектрической константы не сильно колышет сопротивление: 48 - 52 Ом.

Значит наводка от антенны передатчика. Лечится правильной разводкой и компоновкой и бусинами (см. ниже)

На счет бусин вы правы, но лучше постараться также уменьшить то, что они должны фильтровать.
Какие бусины использовали? Что по ним вам известно?
Это может быть индуктивность несколько десятковнано-Генри - такие не годятся...

Использую такие:

Ферритовая бусины:
0402 BLM15AG102SN1D MURATA 1 кОм - на входе кодека
0603 BLM18BD252SN1D MURATA 2,5 кОм

Обратите внимание - сопротивление по ВЧ - кило-омы! Вход кодека очень чувствителен!

Остальное напишу в личку

Это сообщение отредактировал Gospodin_Riba - Sep 11 2017, 06:20 PM

Токи - наводки из антенны могут наводится как на вход микрофонного усилителя, так и в сам микрофон (если он электретный). Задача не пустить ВЧ в микрофон.
Я вместо бусинок ставил RC цепочки. Помогало.
Поставить блокировочные кондеры прямо на выходе (сигнальном и питании) микрофона (десятки пФ) и тут же резисторы (десятки Ом).

RC-цепочку ставил на питание для VS1063 (47 Ом + 470 мкФ), когда отлаживал на макете. Но там были длинные провода, на релизе цепочка не понадобилась.

Заметьте - в телефонах микрофон размещается чуть ли не внутри антенны, иногда без дифференциальной линии, а так же гарнитура с микрофоном и прочие вещи. Оборудование возле телефона фонит, а сам микрофон в телефоне даже и не думает.