Перейти к содержанию
    

Есть ли смысл ставить LNA + ПАВ фильтр на вход приёмника...

Сравнивал, какая дальность связи в городских условиях на частоте 433 МГц при использовании двух чипов:  старого (и снятого с производства) TRC105 и вполне современного S2LP.

В TRC105 штатным образом используется ПАВ. Чип старый, приемник не очень чувствительный. Они за счет ПАВ снизили потребление приемника, не тратили энергию  на активные фильтры. Из-за этого, конечно, подавление сигналов за пределами полосы слабое, примерно децибел 40: если рядом работают промышленные "воки-токи" на 470 МГц, то связи нет уже на расстоянии метров 10.

Однако если рядом нет таких мощных помех, то к моему удивлению, картина оказалась обратная: на TRC105 связь на 500 м, на S2LP - всего примерно на 300.  Возможно в варианте с ПАВ лучше подавлялись сигналы сотовой связи, не знаю.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

2 hours ago, petrov said:

А максимальные задержки многолучёвости возникающей в ПАВ как с защитным интервалом OFDM соотносятся?

Тут не поспоришь, конечно. Все правда. Но на интуитивном уровне ожидаю что в реальной обстановке на 400+ МГц отражения от зданий испортят сигнал гораздо сильнее чем ПАВ-фильтр на приеме. И более широкий LC-фильтр гораздо полезнее перед LNA чем ПАВ. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

On 7/3/2024 at 3:02 PM, artemkad said:

А что, есть лучшая альтернатива? Назови. 

Да не требуется там ПАВ совсем. Если нет хитрых требований, то стандартный LC фильтр по моему достаточен. У ПАВа много минусов. Очень много.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

8 hours ago, Сергей Викт said:

Только усиление не стоит разгонять, в данном конкретном случае достаточно компенсировать потери в ключах. В общем - 10-15 дБ усиления будет достаточно.

Будет ли толк, если взять LNA с КШ 0,3 дБ и OIP3 39 dBm ?

Как я понимаю, отношение сигнал/шум диктуется в основном первым каскадом усиления.   Полагаю, что в AT86RF215  LNA с бОльшим КШ.  Значит выигрыш очевиден.

Или что-то не учитывается?

Сам трансивер позволяет учесть внешний LNA и откорректировать АРУ.

LNA претендент: QPL9547

4 hours ago, petrov said:

Жёстко обрезается в самом чипе, ПАВ не нужен для этого, нужен диапазонный LC перед LNA.

https://www.minicircuits.com/pdfs/RBP-440+.pdf

Интересный фильтр. Не видел таких. 

До этого момента, представлял, что такой фильтр надо делать сомостоятельно на SMD-индуктивностях, емкостях и настраивать спектроанализатором 🙂

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

17 минут назад, serega_sh____ сказал:

Да не требуется там ПАВ совсем. Если нет хитрых требований, то стандартный LC фильтр по моему достаточен.

Иначе говоря фильтр с затуханием 12дБ на октаву. Если что, октава это только в 2 раза по частоте. Т.е. не -40...-50дБ у SAW на 500МГц+, а только -12дБ на 900+. А как-же тогда

2 часа назад, serega_sh____ сказал:

Порядок большой, заграждения на дальних частотах плохое...

Есть конечно подгоняемые лазером LC-фильтры, но там цены как десяток SAW.

 

49 минут назад, repstosw сказал:

OIP3 39 dBm

Этот параметр в вашем случае не имеет смысла. Потому как дальше идет вход приемника с IIP3=-13dBm. При добавлении LNA с усилением в 20dB приведенный в его входу IIP3 будет -33dBm. Иначе говоря, ваш входной сигнал начнет превращать в фарш помеха мощностью в 0.5мкВт.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Здесь пишут, что фильтр перед LNA увеличит шумы на величину затухания фильтра: http://forum.vhfdx.ru/mshu/polosovoj-filtr-dlja-mshu-na-atf-54143/

Кроме того, там же дан критерий оптимального усиления LNA:   Klna = КШrx - KШlna + Kпотерь

Если усиление LNA превышает Klna, то ставится аттенюатор на разницу.  Или подбирается резистор смещения в современных LNA для меньшего усиления.

И всё-же - хочется воткнуть фильтр между выходом LNA и входом приёмника.

Quote

Если Вы поставите фильтр с затуханием 2 дБ перед МШУ, то на эти 2 дБ увеличится Кш этого МШУ. Будет лучше, если Вы поставите фильтр после МШУ. Но тогда нужен  МШУ с хорошим динамическим диапазоном, например с тем же ATF54143 при  токе стока 60 -80 ма.

 

5 minutes ago, artemkad said:

Иначе говоря фильтр с затуханием 12дБ на октаву. Если что, октава это только в 2 раза по частоте. Т.е. не -40...-50дБ у SAW на 500МГц+, а только -12дБ на 900+. А как-же тогда

Petrov давал ссылку на даташит на модуль LC-фильтра.  Скаты фильтра там достаточно крутые, при этом потери меньше, чем у ПАВ.

Одна беда, китайцы продают этот фильтр 100 штук на лот минимум. Меньших партий я не нашёл на али.

https://www.minicircuits.com/pdfs/RBP-440+.pdf

111.thumb.jpg.d543c697985e4c859a1e9a3d4923968a.jpg

 

P.S.  У AT86RF215 ещё на входе стоит балун 1:1 для преобразования двуполярного ВЧ сигнала в однополярный (несимметричный). Ещё от него потери и шум.

Изменено пользователем repstosw

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

23 минуты назад, repstosw сказал:

И всё-же - хочется воткнуть фильтр между выходом LNA и входом приёмника.

В данном случае это можно сделать по той мелкой причине, что по сравнению с нелинейностью входа приемника линейность LNA на два порядка выше.

28 минут назад, repstosw сказал:

Здесь пишут, что фильтр перед LNA увеличит шумы на величину затухания фильтра

В целом - да. Шумы не добавляет, сигнал ослабляет, как результат С/Ш снижается. Вот только, если речь не о космической связи со слабыми паразитными лепестками антенны, уровень шума будет определяться не собственными  шумами приемника, а эфиром. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

10 hours ago, artemkad said:

В целом - да. Шумы не добавляет, сигнал ослабляет, как результат С/Ш снижается. Вот только, если речь не о космической связи со слабыми паразитными лепестками антенны, уровень шума будет определяться не собственными  шумами приемника, а эфиром. 

Это да. С отключенной антенной собственные шумы приёмника (замерянные с помощью опроса регистра RSSI) колеблются где-то до уровня -100 дБм.  При подключении антенны шумы вырастают до -83 дБм максимум.   Точность измерений по RSSI +/-5 дБм (из даташита).

В то же время, коэффициент шума приёмника 4.3 дБ (данные из даташита: на 500 и 900 МГц).  Насколько оправдано поставить внешний LNA с КШ 0.5 дБ ? И что мы выиграем от этого?

Связь на земле (в городе, за городом). Два варианта частот:  438 МГц и 864 МГц (пока не определился, какая именно пойдёт в релиз).

Чисто практически, я не заметил ощутимой  разницы в дальности и устойчивости связи на 438 и 864 МГц. Ну на 438 МГц чуть-более устойчивее на кривом рельефе. Но это за счёт того что антенна в 2 раза больше, да и затуханий в свободном пространстве по-меньше...  Зато 438 более перегружен помехами. Там постоянно что-то появляется и исчезает периодически.  Мониторил эфир, его состояние на 430-440 МГц мне очень не нравится.

 

Составил схему фронтенда для AT86RF215:

frontend.thumb.jpg.5fb7a2e302a0d852d89bed07eaa565ef.jpg

 

У AT86RF215 выход TX/RX общий. Двуполярный. Поэтому стоит токовый балун 1:1 ATB2012-500 на 50 Ом.  Потом идёт полосовой фильтр на LC RBP-440 , предложенный Petrov. Далее SPDT-ключ PE4259  с точкой компрессии 33 дБм  (планируется испольовать мощности до 27 дБм).

Далее - на передачу УМ  SKY65116 - лучше для 410...500 МГц не найти: S11 и S22 на 50 Ом, точка компрессии 32,5 дБм, OIP3 43 дБм. Питание - от одной литий-ионки.  Пытался найти лучше - не нашёл: то порты не 50 Ом - надо согласовывать, то питание высокое, то P1dB/OIP3 маленькие (нужно для OFDM запас 5..6 дБ от точки компрессии).

На приём: LNA QPL9447. Усиление регулируется внешним резистором(ток смещения). Порты согласованы на 50 Ом. КШ 0,5 дБ

Далее - второй SPDT-ключ и J-антенна, настроенная по VNA на 50 Ом.

Фильтр решил обобщить: и для передачи и для приёма. Чтобы прибить гармошки на передачу от AT86RF215. Хотя они там и так прибиты на -30 дБ, но дополнительная фильтрация не помешает.  ИМХО после усилителя мощности нет смысла ставить второй фильтр - он линейный, режимы с перегрузкой УМ исключаются.

Покритикуйте схему.  Что можно улучшить, изменить ?

Изменено пользователем repstosw

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

1 час назад, repstosw сказал:

Покритикуйте схему.  Что можно улучшить, изменить ?

Выбросить все усилители и переключатели оставив только балун, фильтр и антенну...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

4 minutes ago, artemkad said:

Выбросить все усилители и переключатели оставив только балун, фильтр и антенну...

Максимальный выходной сигнал у транcивера: +9.5 дБм у OFDM, и +14.5 dBm у OQPSK-DSSS.   Для моих целей этого мало.  Нужно 23...27 дБм.

Изменено пользователем repstosw

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Поизучал даташит на AT86RF215. Отдельный пункт есть - подключение Front-End ( "External Frontend Control" on page 70). Даны схемы:

111.thumb.jpg.08b7418b8b6480cfa61da2bdeefcc06d.jpg

 

А также, в специальных регистрах задаётся поправка на усиление внешнего LNA (для корректировки АРУ):

222.thumb.jpg.bc7bd47c1f764b2c41f9c1f25e597865.jpg

 

Включение для приемника следующее:

SPDT => LNA => BPF => SPDT => Balun => AMP AT86RF215

Суммарные потери: 0.35*2 (2 SPDT) + 1.43 (BPF) + 0,6 (Balun) = 2,73 dB

Значит целевое усиление LNA: 2,73 + 9 (выбираем  опцию 9 дБ LNA в регистре) = 11.73 dB

КШ LNA = 0.5 dB.  С учётом SPDT перед LNA:  KШ=0,85 dB, усиление 11,38 dB

Далее колбаса из BPF+SPDT+Balun - это 2,38 dB.   Значит итоговый КШ=1,035 dB, усиление 9 dB (как нужно в даташите).

Совмещаем с усилителем в AT86RF215(NF=4.3 dB).  Итоговый КШ: 1,7 дБ  << 4.3 dB

Итого имеем:

1) Более меньший итоговый коэффициент шума

2) Компенсация потерь на всех пассивных элементах (ключи, фильтр, балун)

3) Дополнительное усиление +9 dB (с учётом всех потерь) учтено в регистрах  AT86RF215 (для правильной работы АРУ).

 

Одни плюсы. :sun_bespectacled: Тот, кто отговаривает ставить внешний LNA - либо завидует, либо не до конца вкурил.

 

P.S. Можно поставить BPF перед LNA.  Коэфф шума ухудшится, но всёравно будет лучше, чем 4.3 dB.  Плюс коменсация потерь от пассива - останется.  Вариант, когда сигнал сильный и иммунитет к забитию.

Вариант BPF -после LNA: для слабого сигнала.

 

20 hours ago, artemkad said:

При добавлении LNA с усилением в 20dB приведенный в его входу IIP3 будет -33dBm. Иначе говоря, ваш входной сигнал начнет превращать в фарш помеха мощностью в 0.5мкВт.

Добавить нужно или 9 или 12 дБ чистого усиления - для внешнего LNA.  Как было сказано выше, это учитывается в работе АРУ установкой значений в специальных регистрах.

Никакого фарша быть не должно. :biggrin:

Изменено пользователем repstosw

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

4 часа назад, repstosw сказал:

Никакого фарша быть не должно. :biggrin:

У меня тут как раз есть по этому поводу история примерно 10 летней давности когда одни китайцы поставили в выносной радиомодуль сигналки MICRF211, а перед ним LNA на одном транзисторе и  тоже так подумали. Собственно фотка платы прикрепил (приемник справа, передатчик слева)

Но внезапно в городе в некоторых местах этот приемник напрочь отказывался работать в то время как с другими в том-же месте проблем особых не было. В общем, понадобилось еще две итерации плат и таки та на которой я таки уломал китайцев поставить на входе SAW так и продолжает работать до сих пор. А как бонус, у нас в техническом отделе оказалась пара тысяч таких плат которые мы меняли на новые с ПАВ-ом. И казалось-бы всего лишь каких-то IIP3 в -20dBm

photo_2024-07-04_17-24-36.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

9 minutes ago, artemkad said:

У меня тут как раз есть по этому поводу история примерно 10 летней давности когда одни китайцы поставили в выносной радиомодуль сигналки MICRF211, а перед ним LNA на одном транзисторе и  тоже так подумали. Собственно фотка платы прикрепил (приемник справа, передатчик слева)

Прочитайте внимательнее предыдущий мой пост.

Подсказка: вы сравниваете дешёвый китай-чип  с вариантом, когда общее усиление возможно скорректировать для АРУ. И в даташите об этом явно прописано.  Дальнейшие споры на счёт LNA, а также фильтров до- или после-  считаю бессмысленными. Всё,  что надо было по теории - я получил и изучил. Время действовать.

LNA мне нужен только для компенсации потерь на пассивных элементах, коих набежало целых четыре:  2 ключа, балун и фильтр.  Ключи продиктованы желанием поставить усилитель мощности на передачу.  В этом плане я без компромиссов.   Если надо, сделаю 10 итераций, в доску расшибусь, но своей цели достигну.

Изменено пользователем repstosw

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

15 минут назад, repstosw сказал:

Подсказка: вы сравниваете дешёвый китай-чип 

Вообще-то MICRF211 выпускает тот-же Мелкочип что и AT86RF215. И то что у второго  IP3 на 7дБ лучше глобально делу не сильно поможет.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

20 minutes ago, artemkad said:

Вообще-то MICRF211 выпускает тот-же Мелкочип что и AT86RF215. И то что у второго  IP3 на 7дБ лучше глобально делу не сильно поможет.

И что, там тоже есть корректировка усиления тракта с учётом внешнего усиления LNA ?

 

Зачем цитируете куски моих  постов(усекая до половины предложения), которые теряют смысл/искажают суть из-за того, что нет второй части? :

20 minutes ago, artemkad said:

Подсказка: вы сравниваете дешёвый китай-чип 

Оригинал предложения выглядит так:

34 minutes ago, repstosw said:

Подсказка: вы сравниваете дешёвый китай-чип  с вариантом, когда общее усиление возможно скорректировать для АРУ.

 

45 minutes ago, artemkad said:

И казалось-бы всего лишь каких-то IIP3 в -20dBm

И кто вообще такое придумал, что рядом с приёмником  будут очень сильные сигналы вне  полосы?   Есть сигналы периодически появляющиеся, но умеренные.  На уровне -50... -70 дБм.

Не видел, чтобы ПАВ совали перед LNA.  Все делают ПАВ после LNA. Если переставить в моём варианте фильтр до LNA, то будет КШ 2,86 дБ, что тоже неплохо по сравнению с КШ 4,3 дБ.

Но в любом случае  ставить ПАВ до LNA - это сразу прибавка +3 дБ к КШ.  Если так хочется входной преселекции, тогда лучше фильтр Петрова поставить на входе - на LC (RBP-440), у него вносимые потери почти в 2 раза меньше. Ну или T- Г- П- образный LC-фильтр.   А ПАВ после LNA.    🤣

 

Вот отрыл приёмник, который очень давно делал - там ПАВ за каскодным УВЧ.  Работает намного лучше, чем если без ПАВ и без каскода:

11.jpg.08ef0889590a8b092206c970ed677337.jpg22.thumb.jpg.2454f27cdc46f3e18f37a951a7568b4a.jpg

Изменено пользователем repstosw

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
К сожалению, ваш контент содержит запрещённые слова. Пожалуйста, отредактируйте контент, чтобы удалить выделенные ниже слова.
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...