Перейти к содержанию

    

MER на выходе усилителя мощности

Всем доброго дня.

Есть ли у кого данные,  какого порядка MER бывает на выходе широкополосного усилителя мощности? Исходные данные: модуляция - QPSK, выходная мощность 2-10Вт, полоса сигнала - 8 МГц, частота - 500мгц

Если интересно, промерял вот такой:

https://ru.aliexpress.com/item/1M-1000MHz-2W-HF-FM-VHF-UHF-broadband-RF-power-amplifier/32825350829.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.274233edaZR7MY

При входном MER 32db и входной мощности -5 dbm выдает MER на выходе порядка 22db, мощность 29dbm

если подать на вход 0 dbm, то на выходе мощность около 32 dbm  и MER уже падает до 16db.

BER при этом всегда около 1E-5, (работа через  кабель). Интересно сравнить результаты с чем-то подобным.

Еще интересно, как MER в реальности влияет на дальность связи, теоретически. Как и мощность сигнала? Например, если MER на выходе передатчика падает с 22 до 16 db, то разница получается 6 db ( это примерно в 4 раза) то при этом дальность упадет как sqrt(4)=2, т.е. в 2 раза?  Или для QPSK, например есть какой-то порог MER, выше которого увеличивать MER смысла нет и дальность связи существенно не меняется?

Прошу прощения, если это глупый вопрос, но с такими оценками еще не сталкивался. Хотелось бы чтобы кто-то подтвердил или опровергнул мои предположения. 

Заранее благодарен за любые данные!

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Возможно у этого усилка IP3 и линейность фазы не так хороши как нужно вам для вашей полосы, отсюда и такие цифры (MER 32db (-5 dbm); MER 16db (32 dbm)). То что приводите по дальности связи не совсем корректно, поскольку такое падение далеко от антенны, на трассе. Т.е. на участке квадратичного затухания. А до этого затухание будет другим, корень кубический и также зависит от антенны ее апертуры. Если полоса неизменна, то порог конечно есть. Все упирается в т.и. Шенона или Котельникова.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
14 минут назад, Aner сказал:

Возможно у этого усилка IP3 и линейность фазы не так хороши как нужно вам для вашей полосы, отсюда и такие цифры (MER 32db (-5 dbm); MER 16db (32 dbm)). То что приводите по дальности связи не совсем корректно, поскольку такое падение далеко от антенны, на трассе. Т.е. на участке квадратичного затухания. А до этого затухание будет другим, корень кубический и также зависит от антенны ее апертуры. Если полоса неизменна, то порог конечно есть. Все упирается в т.и. Шенона или Котельникова.

Не совсем верно написали цифры: MER 22db @ 29dbm, MER 16db @ 32dbm.

А каким образом связаны MER  и антенны? У антенны, как я понимаю, есть усиление. И у приемной, и у передающей. Это усиление добавляется просто в бюджет связи (чувствительность приемника, мощность передатчика). Т.е. можно абстрагироваться от антенн, мощностей и чувствительностей. Считаем, что есть определенный бюджет связи и все. Так вот каким образом входит в бюджет связи MER?

Полоса да, неизменная, 8мгц.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

судя по кпск 500 мегагерц и полоса 8 мег вы пытаетесь использовать что то типа DVBT модулятора ( судя по MER=32 или самодельный или кетайсев )) хорошая практика для модулятора Т .Т2 это MER = 36+

 

если оно так то измерительный прибор должен показать вам NM ( нетворк маржин) =это и есть запас до развала картинки

по усилителю

Смотрите на параметр IP3 вычитайте из него -27-30dB 'nj и будет уровень выхода при котором MER не будет падать

 

я пользую

модулятор Т2 ( самосборный) выход =0dBm MER=40dB

усилитель (самосборный на выходе RFPD3580 у которой IP3=56dBm P-1=38dBm)

выдает +28dBm БЕЗ ДЕГРАДАЦИИ MER=40

дальнейшее увеличение выходной мощности даст значительную деградацию

+30dBm =MER32

+33dBm =MER22-24 итд

 

 

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
2 минуты назад, mux сказал:

судя по кпск 500 мегагерц и полоса 8 мег вы пытаетесь использовать что то типа DVBT модулятора ( судя по MER=32 или самодельный или кетайсев ))

если оно так то измерительный прибор должен показать вам NM ( нетворк маржин) =это и есть запас до развала картинки

 

Да, оно и есть. Самодельный. К сожалению, прибор не такой, видимо, дорогой :)

Кажет MER, BER до и после канального декодера и то спасибо.

Мне больше интересно как MER влияет на дальность и с какого значения. Интересно это потому, что хочу понять, до какого уровня MER есть смысл бороться за него. Видимо, MER 30+ db  конечно можно получить на выходе, но дорого это будет. Вот и хочу понять, как снижение MER с 32дб до 22 дб скажется (теоретически) на дальности. И вообще, скажется ли. И до какого уровня можно его понижать (увеличивая мощность) чтобы существенно не снизилась дальность.

Что-то мне подсказывает, что получать на выходе усилителя MER 30дб при QPSK вообще нет смысла...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

смысл во всем этом только ОДИН = надо чтоб сигнал понравился демодулятору-декодеру )) а там прямая связь между MER и BER для разных видов кодмодов...

расчет как всегда от "печки" --типа такого

в режиме кпск Т демодулятор хочет молучить MER не менее 10 ( допустим) в этом случае его декодер имеет BER<2*10-4 и способен восстановить .... еже ли нет то "малевич"

я работаю в КАМ256 для него у меня "пороговое" MER=24

для кпск счаз не вспомню ( давно это было в эпоху накамерников итд)

 

PS. MER и дальность это как бы немного на мой взгляд некоректное

потери в свободном пространстве на 1й км на 500 мег будут около 88дб ( 

я имею вот +28dBm в антенну 6дб = +34dbm плотность мощности в лепестке -88дб = -54dbm +6dB(приемная) =-48dbm на выходе (60dbmkV/75) это расчетное по уровню 

 

и тут есть связь один и тот же приемник (фронтенд) будет принимать и декодировать правильно сигнал до уровня скажем -78dbm который передан с MER=36 и до уровня -68dBm если он был изначально с MER =26

это ПРИБЛИЗИТЕЛЬНО 

 

 

 при "плохом" изначальном MER сваливание наступит раньше при всех прочих равных условиях.... при кпск также стоит бороться за MER )) 

 

 

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Спасибо за ответ. Звучит убедительно. Т.е. шум, эквивалентный MER, добавляется к шуму канала связи.

Тогда такие оценочные соображения, поправьте, если я не прав.

QPSK демодулятор с декодером работают нормально (практически без ошибок на выходе) до MER примерно 10дб. Т.е. это когда шум в 10 раз меньше сигнала. Условно, к этому шуму (шуму канала связи) добавляем шум эквивалентный MER передатчика, который равен, допустим 20дб, т.е. это 1/100 мощности сигнала. Итого, шум на входе приемника вместо 0,1*Pсигнала (без учета MER) будет равен 0,11*Pсигнала. Итого общий MER будет 10*log(1/0,11) = 9,58дб. Т.е. при 10 дб в канале связи получаем деградацию общего MER на 0,42дб из-за собственного MER передатчика в 20 дб.

Аналогично, если при остальных неизменных параметрах MER передатчика будет 30дб, то аналогичными расчетами получаем общий MER 9,95дб.

Т.е. разница в собственном MER передатчика между 30 и 20 дб при MER в канале связи 10 дб дает разницу в общем MER 0,37дб. Т.е. ни о чем...

Логика оценки влияния собственного MER правильная?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
14 часов назад, alexPec сказал:

Так вот каким образом входит в бюджет связи MER?

В бюджете связи MER сидит в чувствительности приёмника, но никакой прямой связи через формулу нет.


Допустим есть некий приёмник с чутьём -80 dBm для некоторого режима модуляции при бесконечном (идеальном) MER.
 

Что будет если MER будет падать? Будет расти % ошибок (CCQ, BER будут ухудшаться), но чутьё как было так и будет -80 dBm. Просто при том же бюджете будет проседание максимальной скорости передачи. PHY rate не изменился. Передатчик шлёт новые порции в том же темпе в той же полосе частот.

BER/CCQ могут быть ужасными (скорость передачи полезной информации упала в сотни раз) но чутьё так и будет -80 dBm и дальность связи останется такая же.

Если в условиях ТЗ зафиксировать что чувствительность приемника должна считаться при некотором уровне BER (например 5%), то просадка MER на стороне передатчика ухудшит чувствительность приёмника. Например будет -77 dBm чтобы уложиться в те же лимиты по BER<5%


Если трансиверы поддерживают адаптивные режимы модуляции (т.е. могут переключаться между QAM, QPSK, BPSK, менять полосу излучаемого сигнала и т.д.) то при достижении некоторого порогового значения BER/CCQ (на усмотрение разработчика) тракт переходит в более низкоскоростной режим, т.е. его чутьё улучшается, и дальность связи растёт. А скорость падает. Происходит это ступенчато. Т.е. было -80... -80.... -80, а потом бац и сразу -86 dBm 

 

В WiFi и LTE эти адаптивные режимы называются MCS (Modulation and Coding Scheme) и нумеруются от 0 (самый медленный) и выше (чем выше номер тем более скоростной). Чем лучше качество передающего и приёмного трактов (чем меньше нелинейных искажений) тем ниже будет BER и тем выше скорость передачи полезных данных на той же дальности и той же чувствительности.

Изменено пользователем yurik82

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
10 hours ago, alexPec said:

 

 

Вот здесь приводятся оценки дальности связи в зависимости от MER

 http://cdn.rohde-schwarz.com/pws/dl_downloads/dl_common_library/dl_brochures_and_datasheets/pdf_1/MER-vs-Coverage_fly_en_3606-8820-32_v0101.pdf

что интересно,  ухудшение MER слабо влияет на дальность связи, в частности ухудшение MER до 16дБ эквивалентно падению мощности передатчика до 97,5% от номинальной. Более того здесь заявлено о бессмысленности иметь передатчик с MER более 34дБ, причем речь идет о вещательных передатчиках с 64QAM. В случае QPSK, я думаю, требования к МЕR менее строгие.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
1 час назад, freeport сказал:

Вот здесь приводятся оценки дальности связи в зависимости от MER

 http://cdn.rohde-schwarz.com/pws/dl_downloads/dl_common_library/dl_brochures_and_datasheets/pdf_1/MER-vs-Coverage_fly_en_3606-8820-32_v0101.pdf

что интересно,  ухудшение MER слабо влияет на дальность связи, в частности ухудшение MER до 16дБ эквивалентно падению мощности передатчика до 97,5% от номинальной. Более того здесь заявлено о бессмысленности иметь передатчик с MER более 34дБ, причем речь идет о вещательных передатчиках с 64QAM. В случае QPSK, я думаю, требования к МЕR менее строгие.

Спасибо большое! Как раз то что надо. Подтверждает мои предположения и оценки.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
В 22.02.2019 в 02:42, mux сказал:

судя по кпск 500 мегагерц и полоса 8 мег вы пытаетесь использовать что то типа DVBT модулятора ( судя по MER=32 или самодельный или кетайсев )) хорошая практика для модулятора Т .Т2 это MER = 36+

 

если оно так то измерительный прибор должен показать вам NM ( нетворк маржин) =это и есть запас до развала картинки

по усилителю

Смотрите на параметр IP3 вычитайте из него -27-30dB 'nj и будет уровень выхода при котором MER не будет падать

 

я пользую

модулятор Т2 ( самосборный) выход =0dBm MER=40dB

усилитель (самосборный на выходе RFPD3580 у которой IP3=56dBm P-1=38dBm)

выдает +28dBm БЕЗ ДЕГРАДАЦИИ MER=40

дальнейшее увеличение выходной мощности даст значительную деградацию

+30dBm =MER32

+33dBm =MER22-24 итд

 

Подскажите пожалуйста, при выборе интегрального усилителя на какой параметр ориентироваться чтобы оценивать уровень MER? Оценка на уровне "тут этот параметр больше - значит MER должен быть больше". Думал что это параметр IP3, т.е. интермодуляционные искажения. Собрал 2 усилителя - на HMC8500 и на HMC1099. Отличаются, как я понял, только диапазоном частот - HMC8500 - до 2.8ГГц, HMC1099 - до 1ГГц. MER на входе в усилитель 32дб, с одного и того же источника сигнала. При этом максимальный MER (при мощности на выходе 25дбм) на выходе усилителя HMC8500 - 24..25дб, а  HMC1099 - 19..20дб. Хотя у HMC1099 IP3 выше примерно на 7-8дб. Сигнал а-ля dvbt, полоса 8 мгц, несущая 480мгц. Когда меняю усилители - источник питания остается тот же, источник смещения тот же, источник сигнала - тот же.

 

Вообще деградация MER начинается с выходной мощности уже в 20дбм... При этом на входе MER не меняется, 32дб. Расчитывал, что 10W усилитель выдаст хотя бы 2W без значительной деградации MER...

 

Есть ли у кого-то опыт использования этих усилителей? Может что-то не так делаю или не туда смотрю?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

alexPec

Можете привести картинки спектров идеального сигнала из модели и измеренного анализатором на выходе усилителя? Какой PAPR а-ля dvbt, приняты меры для его уменьшения?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

 приведенные вами усилители помоему работают  в классе В или АB

нужен класс А иначе деградация неизбежна )

 и относительно чипов которые вы привели то 10W это они по сжатию -3дб ( это фишка такая маркетинговая для GaN ) 28 вольт и 100ма (2,8ватт потребления в покое указывает на то что это класс В)

класс А и IP3 - основной параметр для этого приложения 

писал выше 

Смотрите на параметр IP3 вычитайте из него -27-30dB это и будет уровень выхода при котором MER не будет падать

 

IP3-26dB ( -30dB хорошая практика для высоких индексов модуляции 64 и 256)= уровень при котором "нет" деградации MER

пример: AH312 IP3=51dBm -30 =21dBm (для кам64 или 256)

IP3=51 -26 =25dBm подойдет для КПСК 

все это справедливо для типичного Т или Т2 с полосой 8мег ( если полоса 1,7 мега то там уровни можно повыше на 2-3дб)

ну а по IP3 оно вроде как всё уних получается 48-30dB =18dBm 

если есть какие то отклонения от правила -то следует изучить реализацию корнкретную ( может там что то с согласованием итд)

под Вашу задачу 

AH312 (5V 900ma) = 23-24dBm или пару онных по балансной схеме на анаренах типа 11304 даст под 26-27дбм

ну или если есть 24-28-34вольт то берите "кабельную"гибридку готовую = если нравится GaN то RFPD3590 даст под 29-30dBm стоит дороговато? но зато "плуг и плей" радиатор отводит 17 ватт нормально до 40С основного радиатора

КЗ и  ХХ ей пофигу 

пользую 2года доволен они у меня вообще парой стоять для мощи 30dBm на кам 256

 

если питалово(потребление жмёт) то AH312 ( одна жрет 4,5 ватт) наиболее экономична при прочих равных = правда расплатитесь полосой она будет около 100мегагерц =я тюнил на мою предметную полосу 500-600мег там у нее Ку =19дб мощность DVBT2/8Mhz/64 = 23-24dBm ( MERin=40 ->out 36-37)

AH312 можно подзакрыть резистором для меньшего потребления тока вплоть до перевода в класс АВ (400мА)

как и писал наиболее эффектино их парой на анаренах

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

PS 

вот MER полученый на выходе макета фото которого  ниже )) мощность 24dbm 

03842d36d80d.jpg

69653f5dba77.jpg

 

а это макет для мошности 1 ватт MER то же под 36 37 ))))

12ae4ae31fca.jpg

fcef8705db49.jpg

 

в режиме 256

22e2d4a24ce7.jpg

2b1280fafe48.jpg

спектр

ead4e7b68eaa.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

THEORY OF OPERATION
The HMC1099 is a >10 W, gallium nitride (GaN), power amplifier
that consists of a single gain stage that effectively operates like a
single field effect transistor (FET). The device is internally
prematched so that a simple, external matching network
optimizes the performance across the entire operating
frequency range. The recommended dc bias conditions put the
device in deep Class AB operation, resulting in high saturated
output power (40.5 dBm typical) at improved levels of power
efficiency (69% typical).

Ну да, вот и ответ, отсечка отрицательной полуволны приводит к большим искажениям а-ля dvbt.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти
Авторизация