[repstosw 18]

Использую чип трансивера AT86RF215 в режиме OFDM на скорости 1200 кбит/c. Заявленная чувствительность приёмника в этом режиме -101 дБм.  Коэффициент шума 4,3 дБ. АРУ включено, усиление максимально.

Есть ли смысл в дополнительном малошумящем усилителе (LNA) для повышения дальности связи?

AT86RF215 имеет возможность скорректировать АРУ с учётом внешнего LNA (смещение в децибеллах).

Сделал LNA на транзисторе BFU520, схему взял из APPNote:

 

Заявленный коэффициент шума: 1.2 дБ, усиление 17 дБ, OIP3 > 10 дБм.

 

Но вот на практике я не вижу пользы от этого усилителя: что с ним, что без него - дальность связи одинаковая.   В чём может быть дело?

Сигнал-шум улучшился, усиление добавлено, а дальность связи не изменилась.

[Aner 8]

Пользы не будет по определению для таких решений. Из той же теории, добавляя внешний мшу вы добавляете шум, те ухудшаете соотношение C/Ш. Что критичто для дальности связи. ...основы то знать нужно, хоть учебник почитайте. А так ваши эксперименты пустая трата времени. В вашем случае малое ухудшение C/Ш ничего не дает, и доп усиление тоже, так как проблема не в передавемой мощности, а в соотношении C/Ш у приемника. То чего нельзя изменить в этих трансиверных чипах.

[repstosw 18]

48 minutes ago, Aner said:

Из той же теории, добавляя внешний мшу вы добавляете шум, те ухудшаете соотношение C/Ш. Что критичто для дальности связи. ...основы то знать нужно, хоть учебник почитайте.

Я же написал, что NF LNA чипа 4.3 дБ.  А NF внешнего LNA 1.2 дБ.   Значит LNA приёмника должен быть чуть больше чем 1.2 дБ.  Значит выигрыш в дальности связи  должен быть.

Почему ж его нет? Сигнал - OFDM из QPSK (104 суб-несущих).

 

По факту, противовес у приёмной антенны дал небольшой прирост дальности.

 

Китайцы поставили этот LNA на вход другого чипа трансивера - CMT2300A.  От балды?

 

 

7 hours ago, repstosw said:

Заявленная чувствительность приёмника в этом режиме -101 дБм.  Коэффициент шума 4,3 дБ.

 

7 hours ago, repstosw said:

Заявленный коэффициент шума: 1.2 дБ, усиление 17 дБ,

 

Изменено 25 апреля, 2023 пользователем repstosw

[Lmx2315 5]

1 час назад, Aner сказал:

Пользы не будет по определению для таких решений. Из той же теории, добавляя внешний мшу вы добавляете шум, те ухудшаете соотношение C/Ш. 

Какая-то ересь.

8 часов назад, repstosw сказал:

 Коэффициент шума 4,3 дБ. АРУ включено, усиление максимально.

Если АРУ включено, то как может быть усиление максимальным?

И потом с чего вы решили что ваша дальность связи ограничивалась именно шумами вашего РПУ, а не внешними помехами или ещё с чем?

Чтобы внешний МШУ оказал существенное влияние на Кш РПУ, это МШУ должен обладать существенным усилением, по сравнению со всем другим трактом.

[arhiv6 20]

В 25.04.2023 в 14:15, repstosw сказал:

Китайцы поставили этот LNA на вход другого чипа трансивера - CMT2300A.  От балды?

По идее разработчики модема считали усиление в его тракте исходя из динамического диапазона. Поэтому дополнительный МШУ имеет смысл ставить только в одном случае - если перед ним есть узкополосный фильтр. Иначе вместе с полезным сигналом усиливаются и все внеполосные сигналы, которые "забьют" приём (ключевые слова: динамический диапазон по блокированию (BDR) и однодецибельная точка компрессии по входу (IIP1)) или рождённые в приёмном тракте гармоники и их комбинации ухудшат сигнал/шум приёма (ключевые слова:  динамический диапазон свободный от помех (SFDR) и точка пересечения интермодуляционных составляющих третьего порядка по входу (IIP3)).

[Lmx2315 5]

Кстати, есть программа ADIsimRF  , она считает приёмный тракт по основным параметрам.

[_4afc_ 28]

1 hour ago, repstosw said:

Почему ж его нет? Сигнал - OFDM из QPSK (104 суб-несущих)

Китайцы поставили этот LNA на вход другого чипа трансивера - CMT2300A.  От балды?

Может этот LNA не способен линейно усилить сигналы типа OFDM, т.е. ему надо низкий PAPR?

1 hour ago, arhiv6 said:

 Поэтому дополнительный МШУ имеет смысл ставить только в одном случае - если перед ним есть узкополосный фильтр.

Точно.

[repstosw 18]

6 minutes ago, _4afc_ said:

Может этот LNA не способен линейно усилить сигналы типа OFDM, т.е. ему надо низкий PAPR?

Тогда почему приём пакетов идёт без искажений?  В моих задачах хотя бы один неверно прнятый бит приведёт к порче пакета (при условии, что не задействована FEC).

 

1 hour ago, arhiv6 said:

По идее разработчики модема считали усиление в его тракте исходя из динамического диапазона. Поэтому дополнительный МШУ имеет смысл ставить только в одном случае - если перед ним есть узкополосный фильтр. Иначе вместе с полезным сигналом усиливаются и все внеполосные сигналы, которые "забьют" приём (ключевые слова: динамический диапазон по блокированию (BDR) и однодецибельная точка компрессии по входу (IIP1)) или рождённые в приёмном тракте гармоники и их комбинации ухудшат сигнал/шум приёма (ключевые слова:  динамический диапазон свободный от помех (SFDR) и точка пересечения интермодуляционных составляющих третьего порядка по входу (IIP3)).

Да, читал, что LNA ставят рядом с антенной, чтобы скомпенсировать потери в  длинном кабеле или фильтре. Это не мой случай.

У китайской платы на CMT2300A  LNA стоит после SPDT ключа и после ограничителя мощности на pin-диодах.  Не думаю, что они этот усилитель проектировали, чтобы скомпенсировать несчастные 0,5-1 дБ вносимых потерь SPDT.

 

LNA даже отдельным LDO запитан

Изменено 25 апреля, 2023 пользователем repstosw

[_4afc_ 28]

16 minutes ago, repstosw said:

Тогда почему приём пакетов идёт без искажений?  В моих задачах хотя бы один неверно прнятый бит приведёт к порче пакета (при условии, что не задействована FEC).

Без искажений на короткой дистанции?

А можно дистанцию смоделировать аттенюатором, раз мы LNA ставим?

А то вдруг у Вас другие причины с дальностью добавляются...

[repstosw 18]

50 minutes ago, _4afc_ said:

Без искажений на короткой дистанции?

Я не знаю короткая или нет:  10 метров.   Мощность передатчика 15 мВт.  Антенна передатчика - отсутствует, резистор 50 Ом.

Вы хотите сказать, что из-за дополнительного LNA искажения приведут к невозможности приёма на дистанции 500 - 1000 метров?  В то время как связь может быть 100 метров при таких условиях.

 

Я считал, что если пакет изначально искажается за счёт нелинейности, то на любой дистанции он будет принят с дефектами.

1 hour ago, _4afc_ said:

А то вдруг у Вас другие причины с дальностью добавляются...

Возможно. Шум в эфире.

[_4afc_ 28]

9 minutes ago, repstosw said:

Вы хотите сказать, что из-за дополнительного LNA искажения приведут к невозможности приёма на дистанции 500 - 1000 метров?  В то время как связь может быть 100 метров при таких условиях.

Я считал, что если пакет изначально искажается за счёт нелинейности, то на любой дистанции он будет принят с дефектами.

Возможно. Шум в эфире.

Может на 500 метрах такая переотражёнка, что OFDM не вытягивает своей длиной символа.

Нельзя ли для проверки чудотворности LNA - зафиксировать приёмник и передатчик, и просто добавлять аттенюатор перед приёмником, а уже наличие аттенюатора компенсировать LNA?

[repstosw 18]

22 minutes ago, _4afc_ said:

Может на 500 метрах такая переотражёнка, что OFDM не вытягивает своей длиной символа.

К этому у меня претензий нет.  В помещении всё отлично ловится и при движении приёмника.

 

22 minutes ago, _4afc_ said:

Нельзя ли для проверки чудотворности LNA - зафиксировать приёмник и передатчик, и просто добавлять аттенюатор перед приёмником, а уже наличие аттенюатора компенсировать LNA?

К сожалению нет. Потому что платы соединены  "макаронами" и там они играют роль антенн  (паразитных) - особенно по питанию и земле (противовес антенны - на него приём тоже хорошо идёт).

Только реальное тестирование на дальность - уходить на дистанцию 200-500-1000 м.

Релиз будет на 4-слойной плате.

Изменено 25 апреля, 2023 пользователем repstosw

[_4afc_ 28]

10 minutes ago, repstosw said:

К этому у меня претензий нет.  В помещении всё отлично ловится и при движении приёмника.

Насколько я понимаю идею преимущества OFDM при многолучёвости и в движении - это то, что длина (CP?) символа превышает по времени (в мС) разницу в приходе лучей или Доплера.

С дальностью отражённые лучи вроде приходят позже.

 

10 minutes ago, repstosw said:

Только реальное тестирование на дальность - уходить на дистанцию 200-500-1000 м.

Снизить мощность передатчика эквивалентно усилению LNA, но не увеличить дистанцию - LNA вытянет ситуацию?

[repstosw 18]

1 hour ago, _4afc_ said:

Снизить мощность передатчика эквивалентно усилению LNA, но не увеличить дистанцию - LNA вытянет ситуацию?

Меньше 15 мВт не могу поставить.  Потому что выход передатчика намертво припаян ко входу усилителя.

Плюс, я не знаю реальное усиление LNA, только теоретическое.

 

Поэтому оцениваю всё глазами.  Вот противовес на приёмной антенне увеличивает дальность связи. А добавление LNA - нет.

Изменено 25 апреля, 2023 пользователем repstosw

[repstosw 18]

А я вот тут подумал...

Почему в типовой схеме включения AT86RF215 отсутствует преселектор - хотя бы в виде колебательного контура или полосового фильтра?

Ведь на вход LNA идёт мусор.

Напрашивается резонансный УВЧ с колебательным контуром в нагрузке.

Как идеал - каскодная схема включения - чтобы эффективно отвязать вход от выхода.

Непонятно с какого витка подключать, если сопротивление контура большое, а вход 50 Ом. 

В качестве каскода можно взять микросхему MBC13916 - я её тестировал ране в другом устройстве (приёмник на ПАВ фильтре).

По идее, если отфильтровать сигнал, например взять 438 МГц с полосой 10 МГц, то шумов будет меньше.

Но чтоб сохранить фильтрующие способности контура - нужно подключать приёмник к части контура - а это уменьшает сигнал.  Тут-то внешний LNA как раз и понадобится.

На вход LNA поставить Г- или Т- фильтр с катушкой на землю.   Как раз и защита от статики будет 🙂

 

Как такая идея? 🙂