Повторитель на оу: Повторитель напряжения на ОУ. Принцип работы

Содержание

Повторитель напряжения на ОУ. Принцип работы

Повторитель напряжения — это самый простой из возможных усилителей, обладающих отрицательной обратной связью (ООС). Выходное напряжение точно равно входному напряжению. Если оно ничем не отличаются, то вы можете спросить — зачем это нужно, если от этого ничего не изменяется?

Суть в том, что речь идет о напряжении, а не о токе. Так вот, повторитель напряжения почти не потребляет тока от источника сигнала, и позволяет получить довольно высокий ток со своего выхода.

Нам часто приходится иметь дело с активными радиокомпонентами, которые имеют очень малый выходной ток. Примером такого компонента является микрофон или фототранзистор. Подключение к ним элементов с низким сопротивлением приведет к уменьшению напряжения выходного сигнала, генерируемого этими источники.

В такой ситуации имеет смысл использовать повторитель напряжения. Он имеет высокое входное сопротивление, поэтому он не снижает и не искажает входной сигнал, а так же  обладает низким выходным сопротивлением, что позволяет подключить энергоемкие компоненты, например, светодиод.

Чтобы понять, как работает повторитель напряжения, мы должны знать три элементарных правила, определяющие работу операционного усилителя:

Правило №1 — операционный усилитель оказывает воздействие своим выходом на вход через ООС (отрицательная обратная связь), в результате чего напряжения на обоих входах, как на инвертирующем (-), так и на неинвертирующем (+) выравнивается.

Правило №2 — входы усилителя не потребляют ток

Правило №3 — напряжения на входах и выходе должны быть в диапазоне между положительным и отрицательным напряжением питания ОУ.

Предположим, что входное напряжение стало 3В, а в настоящее время на выходе у нас 1В. Что произойдет? Усилитель определяет, что между инвертирующим входом (-) и неинвертирующим (+) разница составляет 2В.

Hantek 2000 — осциллограф 3 в 1

Портативный USB осциллограф, 2 канала, 40 МГц….

Поэтому, в соответствии с правилом №1, выходное напряжение увеличивается до тех пор, пока напряжения на входах не сравняют. Ситуацию дополнительно упрощает тот факт, что выход соединен непосредственно с инвертирующим входом (-), и это неизбежно приводит к тому, что напряжение на этих двух выводах становиться одинаковым.

Часто, в схеме повторителя напряжения, можно встретить дополнительный резистор в цепи обратной связи. Он необходим там, где требуется повышенная точность. Правила №1 и №2 относятся к идеальному операционному усилителю, которого в реальности нет.

Напряжения на входах не могут быть идеально одинаковыми, через них протекает небольшой ток, поэтому напряжение на выходе может отличаться от входного напряжения на несколько милливольт. Резистор R предназначен для уменьшения влияния этих недостатков. Он должен иметь сопротивление равное сопротивлению источника сигнала.

Схема повторителя на ОУ, мощный повторитель напряжения на TDA2030

Повторитель напряжения представляет собой неинвертирующий усилитель, обладающий единичным коэффициентом усиления. Реализуется это замыканием отрицательной обратной связи и подачей полезного сигнала на неинвертирующий вход.

При таком включении операционный усилитель старается обеспечить на выходе точную копию сигнала приходящего на его вход. В каждый момент времени Uвых=Uвх, поэтому описываемая схема и называется повторителем. Схема повторителя на ОУ:

Смысл применения повторителя напряжения

Зачем же повторять то, что уже есть? Усилитель с единичным коэффициентом усиления называют также буфером или буферным каскадом. Обладая большим входным и малым выходным импедансами, повторитель, как нельзя лучше, подходит для согласования каскадов по сопротивлению.

Таким образом соблюдается главное правило схемотехники — входное сопротивление следующего каскада должно быть минимум в 3, а лучше в 10 раз больше выходного сопротивления предыдущего каскада. В таком случае сигнал не претерпевает искажений.

Параметры операционных усилителей

Современные операционные усилители обладают колоссальным входным сопротивлением. У того же дешевого и распространенного TL062 входное сопротивление составляет 1012 Ом. Для сдвоенного операционного усилителя (TL062, TL072, NE5532, LM833….) в корпусе DIP-8 или SO-8, включение по схеме повторителя показано ниже:

У операционных усилителей по мере увеличения коэффициента усиления сужается частотный диапазон и снижается верхняя передаваемая частота. Но в режиме повторителя, работая с единичным коэффициентом усиления, ОУ способен работать до максимально возможных для него частот.

Так или иначе, при выборе ОУ для повторителя, желательно иметь запас по частоте в несколько раз, лучше в 10. В таком случае можно однозначно не беспокоиться о каких либо фазовых искажения вносимых самим операционным усилителем.

При выборе микросхемы для повторителя, помимо ширины частотного диапазона, важной характеристикой является также выходной ток, который ОУ способен дать в нагрузку. Если операционный усилитель не способен обеспечить требуемый для нагрузки выходной ток, то начинаются просадки и искажения. Поэтому если речь идет о низкоомной нагрузке, для которой требуется ток более 100 мА, то с таким справится далеко не каждый операционный усилитель.

Как рассчитать величину тока, который должен обеспечивать ОУ ?

Очень просто! Допустим, что в роли нагрузки выступает резистор сопротивлением в 10 Ом. На повторитель приходит напряжение в 5 вольт, которое он должен передать нагрузке. В таком случае, применяя закон ома (I=U/R), выясняем, что для поддержания 5 вольт на резисторе операционнику требуется обеспечивать ток в 0.5 ампера. (Это грубая прикидка, но вполне применимая на практике)

Обычные ОУ не смогут справиться с такой задачей. Конечно выход можно умощнить транзистором, но тогда применение повторителя на ОУ становится менее оправданным.

Для таких целей предлагается использовать TDA2030, TDA2040 или TDA2050 включенных по схеме повторителя. Микросхемы представляют собой уже готовые, умощненые транзисторами, операционные усилители, которые между собой отличаются максимальной выходной мощность.

TDA2030 как повторитель напряжения

Для примера рассмотрим микросхему TDA2030, т.к. две другие являются её более мощными собратья. Исходно микросхема разрабатывалась и применяется в усилителях звука. Подавляющее большинство бытовых усилителей, особенно систем 2.1 и 5.1 построено на этой микросхеме. Что логично и понятно — микросхема дешевая и при этом обладает хорошими характеристиками.

Микросхема реализована в пяти-выводном корпусе и требует минимум деталей для работы. При включении по схеме повторителя для нормальной работы требуются только конденсаторы по питанию. Лучше оставить еще и резистор по входу для привязки входа к земле по постоянному напряжению, хотя и он не обязателен.

Стандартная схема включения микросхемы в качестве усилителя звуковой частоты:

В штатном включении микросхемы (показанном выше), предлагаемом дата шитом, коэффициент усиления задается около 20. При этом полоса рабочих частот ограничивается тем же дата шитом в 140кГц. Однако при работе по схеме повторителя напряжения с единичным коэффициентом усиления микросхема может работать до частот в 0,5…1 МГц. По крайней мере микросхема отлично себя проявила, при работе на частоте 100кГц, подаваемой с генератора синусоидального сигнала на мосту Вина, для умощнения выхода которого она и была применена.

Изящно, красиво, а главное — работает. Микросхема солидно греется и желательно применять радиатор с достаточной площадью поверхности. Отлично подойдет радиатор процессора ПК. Однако тепловыделение зависит от режима работы и сопротивления нагрузки. Не рекомендуется включение микросхемы без радиатора.

В авторском варианте микросхема запитанна стабилизированным напряжением ±9Вольт для обеспечения стабильности амплитуды сигнала. Работа микросхемы предполагалась с мощностью 2-3 Ватта, по этой причине стабилизация питания выполнена на кренках 7809 и 7909, способных обеспечивать ток до 1А(при условии наличия радиаторов). Диапазон питающих напряжений для микросхемы TDA2030 составляет  ±6 … ±18 Вольт.

Заключение

Повторитель на ОУ, пожалуй самый простой, но при этом, очень важный каскад. При разработке электронных устройств, когда незадействованным остался один из ОУ, то определенно лучше построить на нем повторитель, чем оставлять его неиспользованным. Так же повторитель напряжения можно использовать как выходной усилитель тока.

принцип работы, схемы и т.д.

Повторитель напряжения — это вид усилителя, имеющего высокое входное сопротивление, низкое выходное сопротивление и коэффициент усиления равный единице. Повторители напряжения широко используются в электронных контрольно-измерительных устройствах.

Схема операционного усилителя: суммирующее и опорное соединения
Обратите внимание на основы электричества и на приборы электроники.

Принцип действия повторителя напряжения

Соединение цепи обратной связи и инвертирующего входа в операционном усилителе называют суммирующим соединением, поскольку напряжение на этом соединении представляет собой сумму входного напряжения и напряжения обратной связи. Операционные усилители устроены так, чтобы напряжение на суммирующем соединении было равно напряжению на неинвертирующем входе. О суммирующем соединении говорят, что оно стремится иметь напряжение, равное напряжению на неинвертирующем входе. Иными словами, напряжение на неинвертирующем входе служит «эталоном» или опорным напряжением для суммирующего соединения. Поскольку неинвертирующий вход служит «эталоном», для суммирующего соединения, неинвертирующий вход называют «опорным» соединением. Таким образом, можно также сказать, что напряжение на суммирующем соединении всегда стремится быть равным напряжению на опорном соединении. Эта взаимозависимость справедлива для всех операционных усилителей, и понимание ее является ключевым моментом для понимания работы операционных усилителей и определения выходных состояний схем.

В операционном усилителе, термины «вход» и «соединение» означают одно и то же, поскольку нет других точек на неинвертирующем входе, образующих соединения. Но в других схемах, где может быть подсоединена другая цепь, и перед входом образовано еще одно соединение, эти термины имеют разные значения; неинвертирующий вход представляет собой точку, где схема соединена с общей схемой на кристалле, а опорное соединение — это точка, где две схемы образуют общее соединение. Этот вопрос будет рассмотрен более подробно позже в настоящем учебном пособии.

Как пример работы схемы, предположим, что на инвертирующий вход подано 0 В, а на неинвертирующий вход подано +1 В. Напряжение на суммирующем соединении будет +1 В, поскольку напряжение на суммирующем соединении стремится быть равным напряжению на опорном соединении (неинвертирующем входе), то есть в данном случае +1 В.

Может возникнуть вопрос: откуда берется напряжение на суммирующем соединении? Ответ кроется в выходном напряжении и цепи отрицательной обратной связи. В данном типе схем цепь отрицательной обратной связи представляет собой короткозамкнутую цепь между суммирующем соединением и выходом. Поэтому любое напряжение, появляющееся на выходе, также появляется на суммирующем соединении, поскольку с точки зрения электрической цепи эти две точки равны.

Повторитель напряжения имеет характеристики, сходные с характеристиками эмиттерного повторителя, а именно коэффициент усиления единица, высокое входное сопротивление и низкое выходное сопротивление. Такие характеристики делают повторитель напряжения отличным буферным устройством.

Буфер представляет собой особый вид схемы, служащей для электрической изоляции между собой двух разных схем. Буфер обладает очень высоким входным сопротивлением, так что он не требует особо много тока от источника сигнала. Его выходное сопротивление при этом очень низкое, что образует хороший источник сигналов. Тщательный контроль входных и выходных сопротивлений буферных схем (заложенной в их конструкции) позволяет буферу точно согласовывать выходное сопротивление одной схемы с входным сопротивлением другой.

Операционные усилители в линейных схемах

Всем доброго времени суток. В прошлой статье я рассказывал о питании операционного усилителя от однополярного источника питания. В данной статье я расскажу о применении ОУ в линейных схемах.

Повторитель напряжения

Первая схема, о которой я расскажу, является схема усилителя с единичным усилением (единичный усилитель) или так называемый

повторитель напряжения. Схема данного усилителя показана ниже

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.



Усилитель с единичным усилением (повторитель напряжения).

Данная схема представляет собой модификацию неинвертирующего усилителя, отличие состоит в том, что отсутствуют резистор обратной связи и резистор на инвертирующем входе. Таким образом, напряжение с выхода ОУ полностью поступает на инвертирующий вход ОУ, а, следовательно, коэффициент передачи обратной связи равен единице (β = 1).

Как известно, входное сопротивление ОУ с обратной связью определяется следующим выражением



  • где RBX – входное сопротивление ОУ без ОС,
  • β – коэффициент передачи цепи ОС,
  • К – коэффициент усиления ОУ без ОС.

Тогда для повторителя напряжения входное сопротивление будет иметь вид


Выходное сопротивление ОУ с обратной связью представляет собой следующее выражение



  • где RBЫX – входное сопротивление ОУ без ОС,
  • β – коэффициент передачи цепи ОС,
  • К – коэффициент усиления ОУ без ОС.

Так как у повторителя напряжения коэффициент передачи обратной связи равен единице (β = 1), то выходное сопротивление будет иметь следующий вид



Пример расчёта параметров повторителя напряжения

Для примера рассчитаем повторитель напряжения на ОУ, который имеет на требуемой частоте коэффициент усиления КУ = 80 (38 дБ), входное сопротивление RBX = 500 кОм, выходное сопротивление RBЫX = 300 Ом.

Входное сопротивление повторителя напряжения составит



Выходное сопротивление повторителя напряжения составит



Недостатки простейшей схемы повторителя напряжения

Вследствие того, что усиление ОУ с разомкнутой цепью ОС изменяется с частотой (с ростом частоты происходит уменьшение коэффициента усиления), поэтому входное и выходное сопротивления также зависят от частоты (с ростом частоты входное сопротивление уменьшается, а выходное – возрастает).

Если входной сигнал имеет достаточно большую постоянную составляющую и значительный размах амплитуды, то может возникнуть ситуация, когда будет превышен предел синфазных входных напряжений. Для устранения данной проблемы сигнал на неивертирующий вход необходимо подавать, через разделительный конденсатор, а между неинвертирующим входом и «землёй» включить резистор, однако этот резистор будет влиять на входное сопротивление повторителя.

Ещё одним способом улучшения параметров повторителя напряжения, который рекомендуют производители ОУ является включение в цепь ОС и между неинвертирующим входом и «землёй» резисторов с одинаковым сопротивлением. При этом коэффициент усиления ОУ будет также равен единице, но входное и выходное сопротивление будут зависеть от внешних резисторов, а не от параметров ОУ.

Наиболее действенным способом улучшения параметров единичного усилителя является схема, в которой после схемы повторителя напряжения включить усилитель мощности, обеспечивающий большой выходной ток. В этом случае коэффициент усиления напряжения составит примерно единицу, а ток ОС определяется характеристика усилителя мощности (входное и выходное сопротивление умножаются на коэффициенты усиления обоих усилителей).

Неинвертирующий усилитель

После разбора повторителя напряжения, который, по сути, является неинвертирующим усилителем с коэффициентом усиления равным единице, перейдём к рассмотрению схемы неинвертирующего усилителя с произвольным коэффициентом усиления. Такой тип усилителя характеризуется тем, что имеет высокое входное и низкое выходное сопротивление, схема усилителя приведена ниже



Схема неинвертирующего усилителя.

Данная схема является одной из стандартных схем включения операционных усилителей и содержит ОУ DA1, резистор смещения R1 и резистор обратной связи R2. Операционный усилитель в данной схеме охвачен последовательной обратной связью по напряжению, коэффициент передачи цепи обратной связи составит



Тогда входное сопротивление неинвертирующего усилителя составит



RBX.ОУ – входное сопротивление ОУ при разомкнутой цепи ОС,

КОУ – коэффициент усиления ОУ при разомкнутой цепи ОС.

Выходное сопротивление неинвертирующего усилителя можно вычислить из следующего выражения



RВЫХ.ОУ – выходное сопротивление ОУ при разомкнутой цепи ОС.

Коэффициент усиления неинвертирующего усилителя



В данном типе усилителя присутствует некоторый уровень напряжения смещения UСМ на входе, поэтому данная схема может быть применена там где уровень смещения напряжения на входе не имеет существенного влияния. Уровень напряжения смещения на входе составит



Пример расчёта неинвертирующего усилителя

Рассчитаем неинвертирующий усилитель, который должен обеспечить коэффициент усиления К = 10. В качестве ОУ применим К157УД2, имеющий следующие параметры: коэффициент усиления (на частоте 1 кГц) К = 1800 (65 дБ), входное сопротивление RBX.ОУ = 500 кОм, выходное сопротивление RBЫX.ОУ = 300 Ом, напряжение смещения UCM = 10 мВ, входной ток IВХ ≤ 500 нА. Входной сигнал имеет уровень UВХ = 40 мВ.

  1. Определение сопротивлений R1,R2. Величина сопротивления R1 не должна значительно влиять на входное напряжение, то есть падение напряжения на нём не должна превышать 0,1UВХ, тогда величина сопротивления составит



    Примем R1 = 8,2 кОм.



    Примем R2 = 75 кОм.

  2. Рассчитаем параметры неинвертирующего усилителя:

    входное сопротивление RBX



    выходное сопротивление RBЫX



    смещение уровня постоянной составляющей составит



Неинвертирующий сумматор

В продолжение темы неинвертрующих усилителей расскажу о неинвертирующем сумматоре, который выполняет функцию сложения входных сигналов и находит своё применение в качестве линейных смесителей сигналов (микшеров), например, когда сигналы из нескольких источников необходимо скомбинировать и подать на вход усилителя мощности. Схема неинвертирующего сумматора представлена ниже



Схема двухвходового неинвертирующего сумматора.

Данная схема представляет собой неинвертирующий усилитель с двумя входами и состоит из ОУ DA1, токоограничительных входных резисторов R1 и R2, резистора смещения R3 и резистора обратной связи R4.

Для данной схемы основные соотношения соответствуют схеме простого неинвертирующего усилителя, с учётом того что входное напряжение в схеме соответствует среднему напряжению входных выводов



А сопротивление резисторов должны соответствовать следующему условию



Коэффициенты усиления по разным каналам определяются следующим выражением



RN – сопротивление входного резистора,

KN – коэффициент усиления соответствующего канала усиления.

Основным недостатком схемы неинвертирующего сумматора является отсутствие точки нулевого потенциала, поэтому коэффициент усиления по различным входам не являются независимыми. Данный недостаток проявляет себя в тех случаях, когда внутреннее сопротивление источников входных напряжений или только одного из них известно приблизительно или изменяется в процессе работы.

Теория это хорошо, но без практического применения это просто слова.Здесь можно всё сделать своими руками.

Инвертирующий усилитель на основе оу

Рассмотрим схему инвертирующего усилителя (рис. 10.1), из которого видно, что в ней действует параллельная обратная связь по напряжению.

Рис. 10.1. Инвертирующий усилитель с параллельной обратной связью

по напряжению

Так как i = 0, то в соответствии с первым законом Кирхгофа i1 = i2.

Если ОУ работает в режиме усиления, то uдиф = 0. В соответствии с этим на основании второго закона Кирхгофа получим

, .

Учитывая, что i1 = i2, получаем

.

Например, если R1=1 кОм, R2=10 кОм, тогда uвых = –10 · uвх.

Для уменьшения влияния входных токов ОУ на выходное напряжение в цепь неинвертирующего входа включают резистор R3 (рис. 10.2), которое определяется из выражения

.

Входное сопротивление инвертирующего усилителя на низких частотах значительно ниже собственного входного сопротивления ОУ. Это подтверждает вывод о том, что параллельная отрицательная обратная связь уменьшает входное сопротивление.

Рис. 10.2. Операционный усилитель с обратной связью

Учитывая, что , входное сопротивление усилителя на низких частотах приблизительно равноR1.

Выходное сопротивление инвертирующего усилителя на низких частотах Rвых.оссущественно меньше выходного сопротивления на низких частотах Rвых собственно операционного усилителя. Это является следствием действия отрицательной обратной связи по напряжению.

Можно показать, что

,

где К – коэффициент усиления по напряжению ОУ.

Неинвертирующий усилитель на основе оу

Рассмотрим схему неинвертирующего усилителя (рис. 10.3), где имеет место последовательная связь по напряжению.

В соответствии с ранее принятыми допущениями входные токи ОУ равны нулю, т. е. i= i+ = 0 и, следовательно, i1 = i2. Если ОУ работает в режиме усиления, тогда uдиф = 0.

Рис. 10.3. Неинвертирующий усилитель на основе ОУ с обратной связью

На основании второго закона Кирхгофа получаем

, .

Неинвертирующий усилитель характеризуется коэффициентом усиления по напряжению

.

Коэффициент усиления усилителя, охваченный обратной связью, определяется выражением

.

При

.

Коэффициент β определяется выражением

.

Таким образом, при

.

Пусть, например, R1=2 кОм, R2=4 кОм и uвх=2 В.

Тогда

.

Входное сопротивление неинвертирующего усилителя на ОУ с обратной связью

,

причем при КRвх.ос→.

На входах операционного усилителя, использующегося в неинвертирующем усилителе, имеется синфазный сигнал, равный напряжению uвх. Это недостаток такого усилителя. В инвертирующем усилителе синфазный сигнал отсутствует.

Повторитель напряжения на основе оу

Схема повторителя (рис. 10.4) легко может быть получена из схемы неинвертирующего усилителя при R1→,R2→ 0. Здесь предполагается, что операционный усилитель работает в режиме усиления (uдиф0). Используя второй закон Кирхгофа, получаем uвых = uвх.

Рис. 10.4. Повторитель напряжения на основе ОУ

Сумматор напряжения (инвертирующий сумматор)

Рассмотрим схему сумматора, приведенную на рис. 10.5.

Рис. 10.5. Сумматор напряжения (инвертирующий сумматор)

Предположим, что операционный усилитель работает в режиме усиления, тогда uдиф 0. Учитывая, что i= i+= 0, получим . Приuдиф 0 получим uRj = uвхj, j = 1,…,n; uRос = uвых. На основании этих выражений после несложных преобразований получаем

.

Для уменьшения влияния входных токов ОУ в цепь неинвертирующего входа включают резистор с сопротивлением

Rэ = R1 // R2 //… // Rn // Rос .

Операционные усилители. Операционные усилители с дифференциальными входами и одним выходом

~ ЛЕКЦИЯ 17 ~

ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ

Операционный усилитель (ОУ) – это универсальный усилитель с отрицательной обратной связью, изготовляемый на ИМС и выполняющий различные операции (сложение, вычитание, интегрирование и т.д.).

К ОУ предъявляют следующие требования:

—  RBX>> RВЫХ;

—  стабильность коэффициента усиления;

—  низкий уровень шумов;

—  широкая полоса пропускания;

—  малые габариты;

—  высокая надежность;

—  низкая стоимость.

Рассмотрим ОУ с дифференциальными входами и одним выходом (рис. 45).

Рис. 45. Обозначение универсального ОУ.

Вход усилителя, по которому не меняется фаза сигнала на выходе (+UBX соответствует +UBЫX), обозначают «+» и называют прямым. Другой вход, по которому меняется фаза сигнала на выходе (+UBX соответствует UBЫX), обозначают «» и называют инверсным. Наряду с обозначением на рис. 45 в литературе широко используют и другое обозначение универсального ОУ (рис. 46).

Рис. 46. Универсальный ОУ.

Вход, обозначенный «» является инверсным.

Для выполнения всех перечисленных требований ОУ должен состоять из трех каскадов: входного, промежуточного и выходного.

Рассмотрим примеры использования операционных усилителей.

На рис. 47 приведена схема инвертирующего ОУ. В этом усилителе используется параллельная ОС по напряжению.

Рис. 47. Схема инвертирующего ОУ.

Коэффициент усиления можно определить как:

т.к.   а UВЫХ= —К×UBX.

В этом усилителе UВЫХ= —К×UBX.

На рис. 48 показан неинвертирующий ОУ. Усиливаемый сигнал подается на прямой вход, а сигнал ОС – на инверсный.

Рис. 48. Неинвертирующий ОУ.

В этом усилителе использована отрицательная последовательная связь по напряжению на делителе ROC, R1. Функция усилителя – это усиление напряжения без инверсии

UВЫХ= К×UBX,

.

На рис. 49 изображен повторитель на ОУ. В этом усилителе К » 1, RBX®¥, RBЫX» 0 и UВЫХ»UBX.

Рис. 49. Повторитель на ОУ.

Повторитель используют для согласования каскадов в многокаскадных усилителях и измерительных приборов с усилителями по сопротивлению.

Рассмотрим ОУ, выполняющие операции сложения (рис. 50, а) и вычитания (рис. 50, б).

Рис. 50. Сумматоры на ОУ: а – сложение входных сигналов; б – вычитание.

Для сумматора, выполняющего операцию сложения, UВЫХ можно определить как:

UВЫХ= (K1×UВХ1 +K2×UВХ2),

K1 = ROC /R1, K2 = ROC /R2.

Если R1 = R2, то K1 = K2 = K и UВЫХ= K(UВХ1 +UВХ2).

Можно реализовать сложение сигналов без усиления, если R1 = R2 = ROC и K1 = K2 = 1.

UВЫХ= (UВХ1 + UВХ2).

Сумматор, выполняющий операцию вычитания, имеет выходной сигнал равный:

UВЫХ=K2×UВХ2K1×UВХ1,

Рассмотренные усилители могут усиливать и постоянные и переменные сигналы. На рис. 51 представлен усилитель переменного тока на ОУ.

Рис. 51. Усилитель переменного тока на ОУ.

Во входной цепи этого усилителя есть разделительный конденсатор, который служит для разделения входного сигнала по постоянному току.

Помимо арифметических операций ОУ могут выполнять операции интегрирования.

Интегратор на ОУ изображен на рис. 52, а, временные диаграммы работы интегратора на рис. 52, б.

Рис. 52. Интегрирующий усилитель на ОУ: а – схема; б – временная диаграмма работы.

Выходное напряжение в интеграторе изменяется по закону:

На рис. 53 показана схема дифференцирующего усилителя на ОУ.

Рис. 53. Дифференцирующий усилитель на ОУ.

Выходное напряжение этого усилителя пропорционально скорости изменения напряжения UВХ.

.

С помощью ОУ можно создать устройство, которое будет сравнивать напряжение входное UBX и опорное UОП. Это устройство называют компаратор.

Рассмотрим компаратор, работающий при UОП= 0. Схема и временные диаграммы работы этого компаратора изображены на рис. 54.

Рис. 54. Компаратор на ОУ при UОП= 0: а – схема; б – временные диаграммы работы.

Если UОП¹ 0, то схема и временные диаграммы работы компаратора на ОУ будут выглядеть как на рис. 55.

Рис. 55. Компаратор на ОУ при UОП¹ 0: а – схема; б – временные диаграммы работы.

При достижении входным напряжением уровня опорного происходит изменение полярности напряжения на выходе. На основе компараторов создают устройства преобразования напряжения в частоту (ПНЧ).

Повторитель на базе ОУ — Студопедия

Рис.69

УПТ

В цепях УПТ прямого усиления нельзя применять элементы, сопротивление которых зави­сит от частоты, т.е. конденсаторы и трансформато­ры, поэтому для соединения усилителя с источником сигнала и с нагрузкой, а также для соединения каскадов между собой используют непосредственные (гальванические) связи. Такие связи вызывают затруднения при установке исходного режима, кроме того, более вероятно возникновение ложных сигналов.

Наиболее сложной задачей в УПТ является уменьшение нестабильности (дрейфа) выходного напряжения. В идеальном случае при отсутствии входного сигнала выходное напряжение должно быть неизменным и равным нулю. Однако, изменения напряжений питания, колебания температуры и связанные с ними изменения параметров элементов схем, старение элементов и другие дестабилизирующие факторы вызывают медленные изменения токов и напряжений в усилителе. Через цепи непосредственной связи эти изменения передаются на выход усилителя, где приводят к изменениям выходного напряжения. Эти изменения неотличимы от изменений, вызываемых воздейст­вием полезного сигнала на входе усилителя. Изменения выходного напряжения, обусловленные внутренними процессами в усилителе и не связанные со входным напряжением, называют дрейфом усилителя. Абсолютный дрейф нуля усилителя определяют как максимальное изменение выходного напряжения при короткозамкнутом входе за определённый промежуток времени. Приведенный ко входу дрейф УПТ вычисляют делением абсолютного дрейфа на коэффициент усиления :


.

Приведенный ко входу дрейф эквивалентен ложному сигналу на входе. Величина ограничивает минимально различимый полезный входной сигнал, т.е. определяет чувствительность усилителя. В УПТ прямого усиления в настоящее время получили подавляющее применение так называемые дифференциальные каскады, схемотехника которых обеспечивает наименьший дрейф выходного напряжения. Типичным представителем этого класса усилителей является параллельный балансный УПТ –двухтактный линейный усилитель с двумя идентичными плечами, работающими на общую нагрузку. Упрощенная схема такого усилителя приведена на рис.59.

Рис.59. Балансный УПТ

Особенности схемы:

· два источника питания, необходимые для симметричного усиления разнополярных входных сигналов,

· сопротивление нагрузки не имеет вывода, соединённого с общим проводом, выходное напряжение равно разности потенциалов коллекторов транзисторов,

· общий резистор ООС по эмиттерному току (Rэо),

· два входа относительно общего провода,

· дифференциальный вход – между 1м и 2м входами,

· симметричность схемы, обеспечивающая равенство между собой токов и напряжений начального режима (обычно достигается интегральным исполнением),


· плечи усилителя работают в классе А за счет соответствующего смещения баз

транзисторов в начальном режиме (цепи смещения на схеме не показаны).

Малый дрейф выходного напряжения объясняется несколькими причинами: симметричность схемы, в результате чего разность коллекторных напряжений (Uвых.др.) в начальном режиме весьма мала; ООС по эмиттерному току уменьшает изменения коллекторных напряжений в результате дрейфа и ,следовательно, уменьшает сам дрейф.

В рабочем режиме входной сигнал (сигналы) может подаваться на любой вход, однако, балансный УПТ всегда усиливает дифференциальный сигнал, равный разности:
Uвх.дф.=Uвх1-Uвх2. В зависимости от полярности Uвх.дф изменяются токи и напряжения транзисторов, соответственно меняются величина и знак выходного напряжения, при этом глубина ООС по сигналу остаётся неизменной и не влияет на коэффициент усиления. Поясним это на примере: пусть полярность Uвх.дф такова, ( Uвх1>Uвх2, в частном случае может быть Uвх2=0, т.е. Вх2 закорочен на общий провод), что увеличивается ток базы VT1() и уменьшается ток базы VT2 (), соответственно получим

поскольку в силу симметричности схемы приращения начальных токов равны между собой и противоположны по знаку, то Iэо = Const, т.е.ООС по входному сигналу остаётся неизменной. В то же время Uвых=Uко1-Uко2 будет отрицательным, т.к. в этом случае по абсолютной величине Uко1< Uко2 (ток нагрузки будет протекать от коллектора VT2 к коллектору VT1). Заметим, что в данном случае положительному знаку сигнала на входе Вх1 соответствует противоположное по знаку Uвых, т.е. имеет место инверсия знака входного сигнала. Вход дифференциального усилителя, сигнал с которого воспроизводится на выходе с обратным знаком (или фазой, если сигнал переменный), называется инвертирующим. Легко проследить, что, если тот же сигнал подать на Вх2 (Uвх2> Uвх1, в частном случае может быть Uвх1=0, т.е. Вх1 закорочен на общий провод), то Uвых будет положительным, т.к. Uко2< Uко1(ток нагрузки будет протекать от коллектора VT1 к коллектору VT2), т.е. инверсии сигнала не произойдёт. Вход дифференциального усилителя, сигнал с которого воспроизводится на выходе с тем же знаком (или фазой, если сигнал переменный), называется неинвертирующим. Легко убедиться, что при изменении полярности Uвх.дф процессы в схеме будут зеркальными.


Возможен случай, когда на оба входа подаются одинаковые по величине и знаку (фазе) сигналы, например, в частном случае оба входа закорочены между собой и на объединенный таким образом вход подается входной сигнал. Сигнал, действующий одинаковым образом (по знаку и величине) одновременно на оба входа дифференциального усилителя, называется синфазным. Причиной появления синфазного сигнала могут быть внешние электромагнитные наводки (помехи), кроме того, синфазная составляющая может быть в составе входных сигналов, одновременно действующих на обеих входах усилителя. Например, если Uвх1=2В,Uвх2=1В,то очевидно , что синфазная составляющая будет равна Uвх.сф.=1В,при этом Uвх.дф также будет равно 1В. Опасность синфазного сигнала заключается в том, что при допустимой величине Uвх.дф, синфазная составляющая может превышать допустимую (обычно нормируемую) величину и вывести усилитель из строя. Рассмотрим влияние синфазного сигнала на дрейф балансного УПТ. По определению синфазный сигнал вызывает одинаковые приращения токов и напряжений в обеих транзисторах,например, увеличиваются базовые, коллекторные и эмиттерные токи, следовательно уменьшаются почти одинаковым образом коллекторные напряжения, однако, их разность при этом (Uвых.др.) изменяется незначительно, кроме того, теперь приращения эмиттерных токов транзисторов одинаковы по знаку и общий эмиттерный ток увеличивается, создавая более глубокую ООС , эффективно подавляющую возникающие изменения коллекторных напряжений. Таким образом, балансный УПТ не усиливает, а подавляет синфазный сигнал благодаря симметричности схемы и действию ООС. Влияние синфазного сигнала в технической документации на конкретные усилители оценивается коэффициентом передачи:

Ксф=Uвых.сф./Uвх.сф.,(обычно меньше1).
Чаще используется коэффициент ослабления синфазного сигнала, измеряемый в децибелах:

Кдб = 20lgКu/Ксф, где Ku-коэффициент усиления усилителя.

Следует отметить, что изменения условий внешней среды (например, колебания температуры) приводят к точно таким же процессам в схеме дифференциального усилителя, что и синфазный сигнал, поэтому иногда эти влияния называют синфазной помехой.

В реальных дифференциальных каскадах вместо резистора обратной связи Rэ используют токостабилизирующий двухполюсник, рассмотренный выше. Этим достигается компромисс между необходимостью иметь относительно небольшую ООС и высокий коэффициент усиления по рабочему сигналу (обеспечивается относительно небольшим статическим сопротивлением двухполюсника) и глубокую ООС по синфазной помехе (обеспечивается большим динамическим сопротивлением двухполюсника).

В завершение раздела о балансном УПТ следует отметить, что для расчёта параметров усилителя может быть использована методика, приведенная выше для RС-усили-
теля .Расчёт выполняется для одного плеча с учётом отсутствия разделительных конденсаторов.

Наряду с УПТ прямого усиления, получившим наибольшее распространение, в ряде случаев используют упомянутые выше усилители с преобразованием спектра входного сигнала, имеющие структуру : модулятор-демодулятор (МДМ). Их применение оправдано в случаях, когда входной сигнал является переменным с инфранизкой частотой –fвх. и даже малый дрейф выходного напряжения нежелателен. Для преобразования входного сигнала по частоте используют вспомогательное (опорное) напряжение более высокой частоты-fоп. В наиболее распространённом случае амплитуда опорного напряжения (Uоп) изменяется по закону изменения напряжения входного сигнала, так называемая амплитудная модуляция (АМ-модуляция). Эта функция выполняется модулятором (М). Высокочастотный АМ-сигнал усиливается до необходимой величины усилителем переменного напряжения, не имеющим как показано выше, дрейфа выходного сигнала из-за наличия разделительных конденсаторов. Далее усиленный АМ-сигнал подвергается демодуляции (ДМ), в результате которой на выходе усилителя воспроизводится огибающая АМ-сигнала , повторяющая форму входного сигнала с усилением по величине в Кус раз. Воспроизведение без искажения формы входного сигнала возможно при соблюдении условия fоп≥2 fвх (теорема Котельникова), практически выбирается fоп = (10-20) fвх ,обычно в измерительной технике используются опорные частоты в диапазоне 50-1000 Гц.

Принцип спектрального преобразования поясняется рис.60,на котором представлен частный случай, когда входной сигнал имеет синусоидальную форму. В результате модуляции АМ-сигнал содержит три частоты: опорную и две боковые ,отличающиеся от опорной на величину частоты сигнала. Таким образом, в данном случае усилитель переменного напряжения должен иметь полосу пропускания достаточную для неискаженного усиления АМ-сигнала с частотами от fоп-fсигн. до fоп+ fсигн.

Рис.60

Спектральные диаграммы

входных сигналов и АМ-

сигнала усилителя МДМ.

Упрощенная структурная схема усилителя типа МДМ представлена на рис.61

Рис.61

Усилитель с преобразованием спектра входного сигнала

Применявшиеся ранее модуляторы на электромеханических вибропреобразователях и позднее на транзисторах в настоящее время практически вытеснены интегральными элементами на базе операционных усилителей (525 ПС1,ПС3;К140МА1 и др.),интегральный операционный усилитель типа К140УД13 совмещает в себе функции модулятора и демодулятора, т.е.реализует полностью схему МДМ.

Известным недостатком усилителей МДМ является сравнительно узкая полоса пропускания по частоте входного сигнала. Лишены этого недостатка так называемые двухканальные усилители с более сложной структурной схемой, сочетающей достоинства усилителей МДМ, переменного сигнала и прямого усиления (Рис.62).

Рис.62

Двухканальный усилитель

Из схемы видно, что разделение каналов по частоте позволяет усилить напряжение сигнала в каждом из них без погрешности, вносимой дрейфом, далее высоко и низко частотные составляющие поступают на вход усилителя прямого усиления с широкой полосой пропускания. Этот усилитель имеет дрейф выходного напряжения, однако, поскольку на его входе действует большой по напряжению сигнал, то коэффициент усиления может быть небольшим (близким к единице) и напряжение дрейфа оказывается пренебрежимо малым по сравнению с полезным выходным сигналом. В структуре двухканального усилителя присутствуют местные и общие отрицательные обратные связи, корректирующие его параметры.

Тема8.Операционные усилители и преобразователи на их базе(6часов)

Операционные усилители (ОУ) – исторически сложившееся название, связанное с использованием этих усилителей для моделирования операций. Они относятся к классу усилителей постоянного тока (УПТ) прямого усиления. Характерными особенностями ОУ являются: большой коэффициент усиления, большое входное и малое выходное сопротивления, широкая полоса пропускания, дифференциальный вход. Перечисленные свойства, а также интегральная технология изготовления сделали ОУ одним из основных компонентов современных аналоговых электронных схем. ОУ также нашли широкое применение и в импульсной технике в качестве компараторов, релаксационных генераторов. Основой ОУ является дифференциальный каскад типа балансного УПТ, рассмотренный выше.

Условное графическое обозначение ОУ и его основные выводы показаны на рис. 63, ОУ по отношению к нулевому уровню имеет два входа и один выход.

Вход I, обозначенный знаком «-«, называют инвертиртирующим. Выходное напряжение ОУ по знаку или фазе противоположно напряжению на этом входе.

Вход 2, обозначенный знаком «+», называют неинвертирующим — выходное напряжение и входное напряжение на этом входе имеют одинаковые знак или фазу. Между входами 1 и 2 образуется дифференциальный вход усилителя.

Рис.63

Условное графическое изображение ОУ

Входы и выход ОУ обычно выполняют на нулевом уровне, т.е. в исходном состоянии, при отсутствии входного сигнала, напряжения на входах и на выходе равны нулю. При подаче входного сигнала напряжение на выходе может как увеличиваться, так и уменьшаться. Для этого для питания ОУ используют, как правило, два разнополярных источника питания +UП и -UП причём |+UП| =|-UП|. Входное напряжение подают на один из входов, а на второй вход подают постоянный, например, нулевой потенциал или на оба входа подают два разных напряжения от двух раздельных источников (рис.64 а,б) . В обоих случаях на дифференциальном входе ОУ действует дифференциальный входной сигнал UВХ=UВХ2 — UВХ1. Этот сигнал может быть получен и от одного источника с незаземлённым выходом (рис. 64в).

Рис. 64. Схемы подачи входного сигнала на входы ОУ

Если входные напряжения UВХ1 и UВХ2 одинаковы и у них совпа­дают амплитуды и фазы, то их называют синфазными входными напря­жениями или синфазным сигналом UВХ.СХ.. При подаче синфазного сиг­нала входы I и 2 фактически являются объединёнными, и на них подаётся напряжение UВХ.СФ от общего источника (рис.65). Синфазные сигналы являются вредными и возникают в результате внеш­них наводок на цепи ОУ, а также при колебаниях напря­жений питания, окружающей температуры и т.д., поэтому синфазные сигналы иногда называют син­фазными помехами.

Рис. 65. Схема подачи синфазного сигнала

Общая структурная схема ОУ показана на рис.66. Для ОУ являются обязательными два, а иногда три, каскада усиления, которые обеспечивают большой коэффициент усиления, каскад сме­щения или сдвига уровня, который обеспечивает на выходе нулевой потенциал при отсутствии входного сигнала, и выходной каскад, обеспечивающий малое выходное соп­ротивление ОУ. Кроме этих, общих для всех ОУ, функциональных узлов в конкретных типах ОУ дополнительно применяют входные и междука­скадные эмиттерные повторители, цепи защиты входа ОУ от перенапряжений и выхода ОУ от короткого замыкания, а также цепи внутренней кор­рекции частотной характеристики ОУ.

Рис. 66.Структурная схема операционного усилителя

В первом каскаде усиления применяют балансный УПТ с симметричным дифференциальным входом. Для увеличения входного сопротивления ОУ в первом каскаде используются составные транзисторы и режимы малых коллекторных и базовых токов. В некоторых ОУ для увеличения входного сопротивления применяют дополнительные входные каскады — эмиттерные повторители на биполярных транзисторах и истоковые повторители на полевых униполярных транзисторах. В качестве второго каскада усиления используют или балансный УПТ с несимметричным выходом или реостатный усилитель. Простейшим выходным каскадом ОУ является эмиттерный повторитель, работающий в линейном режиме.

При использовании в электронных устройствах ОУ почти всегда охвачен обратной связью. Именно в совокупности с цепями обратных связей ОУ образует определённый функциональный узел и выполняет заданные операции, поэтому необходимо различать параметры собственно ОУ, как отдельного элемента, и параметры узлов, выполненных на базе ОУ. На высоких частотах образуется фазовый сдвиг между выходным и входным напряжениями, дополнительный к заданному изменению фазы на 180°. Суммарный сдвиг фаз может достигнуть в усилителе с обрат­ной связью 360°, обратная связь станет положительной, и при достаточно большом коэффициенте усиления ОУ может самовозбудиться. В связи с этим в ОУ предусматривают цепи коррекции частотной характеристи­ки. Эти цепи создают ООС, которая уменьшает коэффициент усиления на высоких частотах. В большинстве ОУ предусмотрена внешняя коррекция при помощи внешних навесных элементов — резисторов и конденса­торов. В некоторых ОУ коррекция выполнена внутри интегральной микросхемы. Во всех случаях при расширении полосы пропускания ОУ уменьшают его коэффициент усиления и, наоборот, при необходимости увеличить усиление сужают полосу.

Система параметров, характеризующих операционный усилитель, помимо приведенных выше общих для усилителей любого типа включает в себя ряд специфических
показателей, к ним относятся:

· Uсм-напряжение смещения (1-10мВ) – приведенное ко входу напряжение, необходимое для смещения амплитудной характеристики в начало координат, т.е.приведения к нулю выходного напряжения ОУ при отсутствии входных сигналов в нормальных климатических условиях, напряжение смещения подаётся на один из входов ОУ или на специальный вход при настройке схемы ,

· m= Δ Uсм/0С – температурный коэффициент напряжения смещения (10-50 мкВ/0С),

· Iвх = (Iвх1+Iвх2)/2 – входной ток ОУ, определяемый как полусумма входных токов каждого входа (10-200 нА),

· Δ Iвх= (Iвх1-Iвх2) –ток сдвига (1-100нА),

· n= Δ Δ Iвх/0С – температурный коэффициент тока сдвига (0,1-10 нА/0С),

· Ксф =Uвых.сф./Uвх.сф. –коэффициент передачи синфазного сигнала (1-10),

· Ксф.ос.=20lgК/Ксф (50-80 дб) –коэффициент ослабления синфазного сигнала, здесь К – собственный коэффициент усиления ОУ,

· V(10-50 В/мкс) – скорость нарастания напряжения на выходе ОУ при подаче на его вход прямоугольного импульса напряжения,

· ƒгр.-граничная частота полосы пропускания при которой Коу падает до 0,7 своего значения при нулевой частоте входного сигнала (10 –50 КГц)

· F1 – частота единичного усиления (1-10 МГц) при которой Коу уменьшается до1.

Параметры ƒгр., F1 позволяют определить реальную величину Коу на заданной частоте входного сигнала.

Примечание: в скобках указан примерный диапазон параметров, характерный для современных ОУ различных типов. Кроме того. нормируются также предельно допустимые величины напряжений питания ОУ, входных дифференциального и синфазного напряжений.

В настоящее время используют несколько десятков различных функциональных узлов, выполненных на базе ОУ.

На рис. 67 показан инвертирующий усилитель. В исходном состоянии напряжение на входе и выходе усилителя равны нулю. Внешние резисторы R1, R2 образуют цепь ООС, резистор R3 используют для компенса­ции влияния входных токов ОУ, являющихся одной из причин дрейфа выходного напряжения (механизм этого влияния будет рассмотрен ниже).

Рис. 67. Инвертирующий усилитель.

При анализе схем с ОУ используется понятие «идеальный ОУ», у которого К=¥ , RВХ, RВЫХ=0. Эти приближения позволяют сформулировать два правила для идеального ОУ: Uвх.дф.= Uвых/¥ =0 (т.наз. эквипотенциальный нуль, когда потенциалы инвертирующего и неинвертирующего входов одинаковы, но сопротивление между ними очень велико) и Iвх = Uвх.дф/ RВХ = Uвх.дф/¥ =0 ( ОУ по входам тока не потребляет).Эти правила существенно облегчают расчеты при приемлемом уровне погрешности, которая тем меньше, чем ближе параметры реального ОУ к идеальным, что имеет место у современных интегральных ОУ. Пользуясь указанными приближениями и основными выводами теории обратной связи , можно записать вместо очевидного соотношения i1 = iос + iвх уравнение i1≈ iос , т.к. RВХи iвх = 0, тогда получим напряжение обратной связи и коэффициент обратной связи в виде:

;

Далее можно условно считать, что Rвх.ос. = Uвх/ i1 = R1, (т.к. Uвх.дф.=0), т.е. входное сопротивление схемы относительно невелико, что является особенностью инвертирующего ОУ. Внешний коэффициент усиления Квнеш. (применяется также обозначение Кос) найдем из следующих очевидных для идеального ОУ соотношений:

i1 = Uвх/R1 ; iос= Uвых./R2; i1 = iос= Uвх/R1= Uвых./R2 и Квнеш.= Uвых./ Uвх = — R2/ R1

(знак «-» отражает инвертирующие свойства данной схемы, в расчётах обычно не используется ). Выходное сопротивление схемы приблизительно равно Rвых.ос.=Rвых.ОУ/2. Указанным способом можно получить вполне приемлемые для инженерных расчётов основные параметры схемы усилителя, имея ввиду, что допущенные погрешности будут скомпенсированы на этапе наладки при практической реализации схемы.

Если R1=R2, то Kос=-1 , т.е. этот усилитель будет выполнять роль инвертора — устройства, изменяющего только знак вxoдного сигнала без изменения его величины.

На рис.68 показан неинвертирующий усилитель. Здесь входной сигнал подают на неинвертирующий вход ОУ, сигнал на выхо­де имеет тот же знак. Так как в ОУ с ООС потенциалы входов VА=VБ , то на входе «б» при действии входного сигнала: UБ=UВХ.. Следовательно можно считать, что

,

откуда

.

Входное сопротивление :

RВХ.ос » RВХ.ОУ т.е. оно гораздо больше, чем у инвертирующего усилителя. Выходное сопротивление R ВЫХ.ос » R ВЫХ./2.

Рис.68 Неинвертирующий усилитель.

На рис.69 показан повторитель сигнала — функциональный узел, в котором входной и выходной сигналы одинаковы по знаку и по величине. Коэффициент усиления повторителя Кос=1. 0н получается из формулы для предыду­щей схемы, если учесть, что R2=0, R1. Входное сопротивление RВХ.ПОВТ. » RВХ.ОУ×К, т.е. очень большое. Выходное сопротивление RВЫХ.ПОВТ » RВЫХ.ОУ/К » 0. Такие параметры делают повторитель удобным каскадом согласования высокоомного источника сигнала и низкоомной нагрузки.

На рис.70 показан двухвходовой инвертирующий сумматор. Здесь резисторы R1.1, R1.2 служат совместно с R2 для об­разования ООС. Кроме того, резисторы R1служат для взаимной развязки друг от друга источников сигналов. При R1=R2, КОС=-1 и UВЫХ=-(UВХ1+UВХ2). Для каждого источника входное сопротивление сумматора RВХ.СУМ » R1; выходное сопротивление RВЫХ.СУМ RВЫХ /2.

Рис.70 Инвертирующий сумматор

На рис.71 показан интегратор. В цепъ ООС вместо R2 включён конденсатор С. Так как для «идеального ОУ» i1= i2, i1= -UВХ /R1, , то . Входное сопротивление при этом RВХ = R1, а выходное сопротивление RВЫХ.ИНТ. » RВЫХ.ОУ.

Беспроводной маршрутизатор, точка доступа и повторитель

Чтобы иметь в доме беспроводной доступ в Интернет, необходимо позаботиться о трех основных рабочих местах:

  • Дом требует подключения к Интернету . Эту работу выполняет модем .
  • Несколько компьютеров и устройств должны иметь возможность использовать одно и то же подключение к Интернету . Эту работу выполняет маршрутизатор .
  • Компьютеры и устройства должны иметь возможность беспроводного подключения к этому общему соединению.Это задание выполняется одной или несколькими точками беспроводного доступа .

Хотя это три отдельные функции, они часто выполняются одним и тем же устройством, часто называемым вашим интернет-провайдером «домашним центральным устройством», IAD (интегрированное устройство доступа) или аналогичным. Его также можно разделить на два устройства — один модем и один маршрутизатор со встроенной точкой беспроводного доступа, или каждая функция может иметь собственное выделенное устройство.

Что такое точка беспроводного доступа?

Точка беспроводного доступа или точка доступа состоит из одного или нескольких беспроводных радиомодулей.Все недавние точки доступа имеют как минимум два радиомодуля, которые осуществляют передачу в разных частотных диапазонах — 5 ГГц и 2,4 ГГц.

Из этих радиомодулей можно создать одну или несколько сетей Wi-Fi. У каждой из этих сетей есть SSID или имя беспроводной сети.

Для обеспечения доступа в Интернет точка доступа должна быть подключена к маршрутизатору или быть частью маршрутизатора.

Три наиболее распространенных типа домашних точек доступа:

  • Беспроводные маршрутизаторы (или универсальные устройства для доступа в Интернет)
  • Повторители Wi-Fi
  • Автономные точки доступа, составляющие ячеистую сеть

Что такое беспроводной маршрутизатор?

Основная задача маршрутизатора — направить (направить) данные к нужному получателю.Почти все маршрутизаторы в настоящее время имеют встроенную возможность беспроводной связи, но на самом деле это не имеет ничего общего с частью «маршрутизатор».

Традиционно предполагалось, что один беспроводной маршрутизатор и, следовательно, одна точка доступа обеспечат достаточно хорошую беспроводную сеть для большинства домов.

Постепенно стало очевидно, что поставленная задача обычно слишком велика:

  • Популярность Wi-Fi возросла, и полоса частот 2,4 ГГц заполнилась трафиком и шумом / помехами.
  • Использование диапазона 5 ГГц резко возросло. Здесь гораздо меньше проблем с помехами, но и диапазон сигнала также значительно короче.

Для одного беспроводного маршрутизатора невозможно преодолеть помехи и препятствия в домах с большим количеством комнат или бетонными стенами, полом с подогревом и т. Д.

Таким образом, плохое покрытие является широко распространенной проблемой, и использование повторителей Wi-Fi и ячеистых сетей растет.

Что такое ретранслятор Wi-Fi?

Повторитель, повторитель или усилитель Wi-Fi — это устройство, которое пересылает беспроводные сигналы от маршрутизатора для покрытия большей площади, например нескольких этажей дома.

Повторитель создает новую сеть на основе сигналов исходящей сети , и клиенты, которые подключаются к повторителю, таким образом, находятся в отдельной сети. Если у вас более одного репитера, каждый репитер добавляет свою собственную сеть.

Повторитель не имеет функции маршрутизатора или модема и не может работать как отдельная точка беспроводного доступа; он полагается на получение беспроводных сигналов от другой точки доступа, которые он может передать (повторить).

Ретрансляторы Wi-Fi

выпускаются во многих моделях и конфигурациях — мы настоятельно не рекомендуем использовать ретрансляторы, потому что подавляющее большинство из них громоздко в использовании и потому что они используют емкость (эфирное время) беспроводного маршрутизатора.

Во многих случаях повторитель Wi-Fi может сделать больше для устранения проблем, чем сигналы. Но что делать, чтобы покрыть весь дом, когда роутера недостаточно?

Что такое ячеистая сеть?

Ячеистая сеть — это беспроводная сеть, состоящая из нескольких точек доступа, которые распределяют беспроводные сигналы по всему дому и балансируют нагрузку трафика между собой.

Пользователь подключается с одним SSID и паролем, и ячеистая сеть определяет, какая точка доступа будет обеспечивать наилучшее покрытие для каких клиентов в любой момент времени.

Большинство решений Wi-Fi для профессионального и корпоративного использования основаны на этой технологии, но она также становится все более и более распространенной для домашнего использования.

Ячеистая сеть может состоять только из специализированных беспроводных точек доступа, или встроенная точка доступа маршрутизатора может выступать в качестве узла в ячеистой сети — это зависит от решения. Вы можете узнать больше о сетевом Wi-Fi в Mesh Wi-Fi: что это такое и когда он вам понадобится?

Eye Networks предоставляет ячеистые решения от Zyxel, другие примеры включают eero, Airties Wi-Fi и Google Wi-Fi.

Статья Гейра Арне Римала и Йоруна Д. Ньюта

повторителей — W5NOR — SCARS

Южноканадское общество радиолюбителей (SCARS) управляет несколькими ретрансляторами в центральной части Оклахомы. На этой странице описывается каждый из этих ретрансляторов, и ее следует использовать для подключения вашей радиостанции к одному или нескольким из этих устройств. Технический комитет также ведет блог на http://scarsrepeater.blogspot.com/, в котором есть дополнительная техническая информация.

VHF / APRS — 144.390 МГц — NORMAN Digipeater

Этот диджипитер работает в сети любительской системы пакетной радиосвязи (APRS). Этот ретранслятор APRS можно найти на сайте aprs.fi и выполнить поиск по позывному NORMAN. Дигипитер расположен в здании округа 2 округа Кливленд по адресу 72-я улица и Аламеда, в Нормане, штат Оклахома. В нем используется та же антенна, что и в ретрансляторе УКВ, подключенном через мульти-ответвитель Telewave.

Эта машина работает круглосуточно без выходных, и за ней установлен генератор мгновенного пуска, который будет обеспечивать питание в аварийной ситуации.

VHF / FM — 146,880 МГц — W5OU

Аппарат 146.88 в настоящее время отключен. Проблема со звуком в контроллере и сломано крепление антенны VHF. Владелец ретранслятора приобрел новую антенну и работает над контроллером.

Этот FM-ретранслятор расположен в кампусе Университета Оклахомы, наверху здания Физических наук. Этот ретранслятор использует обычное смещение -600 кГц, но тон CTCSS не требуется.Это ретранслятор Motorola Motrac 1964 года выпуска, обслуживающий Норманн. В этом аппарате используется контроллер RC 850 с аналоговой линией задержки, которая придает системе характерный звуковой тон.

Эта система работает от питания OU, которое питается от двух разных источников. Этот резервный источник питания должен поддерживать работу машины в аварийных условиях.

VHF / FM — 147,060 МГц — W5NOR

Этот ретранслятор передает на 147,060 МГц, имеет отстройку +600 кГц и требует 141.Тональный сигнал CTCSS 3 Гц. Этот ретранслятор доступен для общего местного использования 24 часа в сутки. Однако в суровых погодных условиях или в аварийных ситуациях этот ретранслятор является основным ретранслятором связи ARES.

Этот ретранслятор расположен в башне округа 2 округа Кливленд, к востоку от Нормана, примерно на 72-й улице и Аламеда. В этой системе используется антенна Andrew® DB224-E, обеспечивающая усиление около 6 дБд. Эта антенна находится на западной опоре башни, на высоте около 300 футов над уровнем земли. Уровень земли в этом месте составляет 1187 футов над уровнем моря.

Эта машина работает круглосуточно без выходных, и за ней установлен генератор мгновенного пуска, который будет обеспечивать питание в аварийной ситуации.

UHF / FM — 443,700 МГц — W5NOR

Этот ретранслятор передает на частоте 443,700 МГц, имеет смещение +5 МГц и требует тонального сигнала CTCSS 141,3 Гц. Расположенная вместе с ретранслятором УКВ на 72-й улице и Аламеде, эта система использует антенну Andrews® DB408-B, которая обеспечивает усиление около 8,7 дБи. Эта антенна находится на западной опоре вышки, прямо под антенной VHF, на высоте около 280 футов над уровнем земли.

Эта машина работает круглосуточно без выходных, и за ней установлен генератор мгновенного пуска, который будет обеспечивать питание в аварийной ситуации.

UHF / DMR — 443,825 МГц — N5MS

Этот сетевой ретранслятор работает из здания OU Physical Sciences. Он подключен к сети через систему Brandmeister, и его можно увидеть в Интернете по адресу http://brandmeister.network. Подробная информация о работе с этим форматом доступна на странице W5NOR OKDMR.

UHF / D-STAR — 444,750 МГц — W5TC

Этот цифровой ретранслятор использует цифровое кодирование ICOM D-Star и работает от Национального метеорологического центра.Этот ретранслятор работает на частоте 444,75 МГц и использует отстройку +5 МГц. Информацию о шлюзе можно увидеть в Интернете по адресу https://w5tc.nwc.ou.edu/

.

UHF / FM — 444,625 МГц — W5LHG

Этот ретранслятор УВЧ находится к западу от Бланшара. Этот ретранслятор передает на частоте 444,625 МГц, имеет смещение +5 МГц и требует тонального сигнала CTCSS 127,3 Гц. Помимо локального трафика, этот ретранслятор подключен к Интернету через Echolink ID 212301. Более подробную информацию об этом ретрансляторе можно найти на QRZ.com. Этим ретранслятором управляет W5LHG.

UHF / D-STAR — 442,975 МГц — KF5ZLE

Этот ретранслятор UHF D-STAR находится к западу от Бланшара. Этот ретранслятор автоматически подключится к отражателю Оклахомы, REF052B. Пользователи могут подключаться к другим отражателям или шлюзам. Через 10 минут простоя он снова подключится к REF052B. Более подробную информацию об этом ретрансляторе можно найти на QRZ.com. Этим ретранслятором управляет W5LHG.

VHF / APRS — 144,390 МГц — W5LHG Digipeater

Этот дигипитер работает в сети APRS.Этот ретранслятор APRS можно найти на сайте aprs.fi. Этот ретранслятор расположен к западу от Бланшара и обеспечивает Интернет-шлюз для системы APRS. Более подробную информацию об этом ретрансляторе можно найти на QRZ.com. Этим ретранслятором управляет W5LHG.

Сообщить о технической проблеме

Пожалуйста, введите любые замечания технической системы, которые вы могли заметить. Группа технического обслуживания рассмотрит эту информацию. Дата / время будут записаны, если этот отчет относится к предыдущей дате / времени, пожалуйста, отметьте это в своих комментариях.У вас есть 1900 символов, которые вы можете ввести.

Системные проблемы, о которых сообщалось

Следующие отчеты были задокументированы и проверены. Все время UTC и наблюдения, представленные выше, будут показаны здесь после того, как они будут просмотрены.
Дата Система Репортер Описание Дата решения
2020-03-30 21:48:09 147153--Повторитель -аналогов K5HHQ Непрерывный статический сигнал в течение не менее 5 минут с 16:40 CDT до 16:45 CDT в понедельник, 30 марта 2020 г.Я проверил пару других ретрансляторов в районе OKC, статических помех не было. Статика имела неслабую голосовую составляющую. 2020-04-01 00:00:00
Разрешение: журнал для этого временного интервала ведется с 16:18 до 16:48. Аудиофайл за это получасовое время длится всего 20 секунд и содержит 5 керчунков. Итак, любой сигнал, который вы получили, не поступил бы от машины 0,06 в Нормане. Вы могли слышать другой аппарат 0,06 в этом регионе, или вы могли получать локальные помехи в вашем месте, которые могли открыть ваш шумоподавитель.
2020-03-18 00:24:47 147.06-Analog-Repeater W5HLG В 18:51 по местному времени пришло автоматическое объявление от контроллера W5NOR с указанием номера модели и другой информации. Я спросил в прямом эфире, кто работает над контроллером, но, конечно, никто не ответил. Я хочу подтверждение этой записи в журнале. Я сделал несколько других записей, и ни одна из них не указана ниже, и я хотел бы знать, почему. 2020-03-21 00:00:00
Разрешение: я загрузил аудиозапись журнала и слышу объявление, на которое имеется ссылка.Этот звук воспроизводится контроллером при включении питания. Для дальнейшего использования, текст: RC Two Ten Repeater Controller v 7.61 Ready W5NOR Repeater Tone 141.3. Это означает, что это контроллер RC 210, использующий версию программного обеспечения 7.61, и теперь он готов к использованию. Затем он проигрывает сообщение позывного, чтобы идентифицировать его на законных основаниях. Наш позывной содержит тональную частоту 141,3, чтобы пользователи знали правильный номер. Да, вы мне звонили, но я все еще был на работе. Если вы помните, во вторник вечером был сильный ветер и погода.Если вы послушаете оставшуюся часть аудиозаписи журнала, мы сможем услышать обсуждения погоды, которая повлияла на ряд радиолюбителей. В начале записи слышен жуткий звук, соответствующий удару молнии поблизости. Этот бревенчатый приемник находится в 2,51 милях от передатчика, так что я полагаю, что что-то близко было поражено молнией. Следовательно, я бы предположил, что входящее питание переменного тока было прервано и восстановлено при воспроизведении сообщения контроллера. Другие записи, на которые вы ссылались, обсуждались на предыдущем собрании, но я потрачу дополнительное время, чтобы просмотреть их еще раз ниже.Здесь есть ссылка на звук того времени, чтобы люди могли слышать звук успешного перезапуска. Со временем номер версии может постепенно увеличиваться. https://w5nor.org/wp-content/uploads/2020/03/202003171922-18392-20949.mp3
2020-03-15 20:20:47 147.06-Аналоговый-повторитель K5HHQ В 15:00 — 15:10, 15.03.19, при приеме было много статических помех. Говорили две станции, и, судя по их сохранности, они находились в Нормане. Статические помехи исчезли, когда они прекратили передачу.Звук был хорошим, но уровень шума был очень высоким от обоих передающих радиоприемников. Я впервые слышу такие помехи на репитере. Я использовал ту же антенну и радио, что и всегда. 2020-03-21 00:00:00
Разрешение: я предполагаю, что это должен быть отчет за 2020 год, и это не будет отчет с задержкой на год. После прослушивания отчета аудиозаписи я не услышал трафика на репитере Norman 147.06. Я предполагаю, что вы получали сигнал от одного из других 147.060 ретрансляторов в регионе. Я включил звук журнала по следующей ссылке из приемника журнала Norman. Антенна на принимающей машине регистрации расположена низко, поэтому она обычно не слышит соседние машины. Https://w5nor.org/wp-content/uploads/2020/03/202003151540-920787-20949.mp3
2020-02-23 21:41:57 147.06-Analog-Repeater W5HLG 23.02.2020 в 15:20 репитер потерял тональный сигнал перед тем, как сбросить несущую. Это также можно проверить с помощью WA6DKD 2020-04-12 00:00:00
Разрешение: я вытащил отчет аудио журнала и прослушал этот период времени.Кажется, это соответствует предыдущей проблеме. Производитель контроллера сообщил, что существует опция программирования, которая должна отключать сигнал любезности. Это было изменено в версии 7.65, выпущенной 31.03.2020. Он будет загружен при следующем посещении сайта. Я включил копию аудио ниже. https://w5nor.org/wp-content/uploads/2020/03/202002231545-876305-20949.mp3
2020-02-20 15:25:15 147.06-Аналоговый-повторитель W5HLG 20.02.2020 в 9:09 сегодня утром включил ретранслятор и сказал: «200 Repeater version 1.14 «без ключа и с измененным ключом и сказал» Готово «. Больше ничего не было слышно, но, похоже, кто-то пытался что-то сделать с ретранслятором. 2020-03-21 00:00:00
Разрешение: после прослушивания аудиоотчета журнала в это время было воспроизведено правильное сообщение о перезапуске. Пожалуйста, смотрите отчет от 18.03.2020, чтобы узнать о самом подробном сценарии, который проигрывается. При просмотре исторических сводок погоды выясняется, что в то время был порыв ветра со скоростью 25 миль в час, из-за чего средняя скорость ветра увеличилась с 15 до 20 миль в час.Таким образом, можно предположить, что отключение электроэнергии привело к отключению входящей мощности переменного тока. Для справки в будущем, эта система находится в резервной системе аварийного питания генератора, которая активируется через 15 секунд после отключения входящего питания. Таким образом, питание будет отключено на 15 секунд до включения генератора. Когда питание возвращается, генератор синхронизирует мощность генератора с входящей мощностью и переключается обратно на электросеть во время события перехода через нуль. Нет никаких указаний на то, что питание снова подключится к сети.
2019-09-26 13:57:26 147.06-Analog-Repeater W5HLG Таким образом, за последние 2 дня 25-26 / 19 сентября у нас были повторяющиеся пакеты данных, которые продолжаются Позывной W5NOR или не зависят от позывного. Время следующее: 25.09.19 в 12:50 и 13:50. 26.09.19 @ 00:46, 07:46, 08:46. Наш ретранслятор получил возможность APRS? 73, Lea — W5HLG 2019-10-05 00:00:00
Разрешение: после прослушивания аудиоотчетов журнала эти пакеты данных представляют собой пакетные радиопередачи, которые кто-то отправляет на входной частоте ретранслятора 147.66 МГц. Никаких сверхчеловеческих уловок с ретранслятором здесь нет, но ретранслятор послушно повторяет этот сигнал, и это то, что мы слышим. Существует популярное портативное радио Yeasu, которое позволяет легко переключаться с частоты APRS на основную частоту прослушивания. Предполагается, что это случилось с кем-то на местном уровне.
2019-09-22 03:11:20 147.06-Analog-Repeater W5HLG РОВНО в 22:00 по местному времени произошел всплеск данных, за которым сразу же последовала идентификация ретранслятора W5NOR.Когда вы его послушаете, вы поймете, о чем я говорю. 2019-10-05 00:00:00
Разрешение: после прослушивания аудиоотчетов журнала эти пакеты данных представляют собой пакетные радиопередачи, которые кто-то отправляет через входную частоту ретранслятора 147,66 МГц. Никаких сверхчеловеческих уловок с ретранслятором здесь нет, но ретранслятор послушно повторяет этот сигнал, и это то, что мы слышим. Существует популярное портативное радио Yeasu, которое позволяет легко переключаться с частоты APRS на основную частоту прослушивания.Предполагается, что это случилось с кем-то на местном уровне.
2019-09-22 00:36:29 147.06-Analog-Repeater W5HLG Ровно в 19:00 по местному времени ретранслятор провел идентификацию голоса, после чего последовал пакет данных. Это не в первый раз, и поскольку он продолжался, а не следовал за станцией I.D. кому-то было бы ЧРЕЗВЫЧАЙНО трудно это сделать. 2019-10-05 00:00:00
Разрешение: после прослушивания аудиоотчетов журнала эти пакеты данных представляют собой пакетные радиопередачи, которые кто-то отправляет на входной частоте ретранслятора 147.66 МГц. Никаких сверхчеловеческих уловок с ретранслятором здесь нет, но ретранслятор послушно повторяет этот сигнал, и это то, что мы слышим. Существует популярное портативное радио Yeasu, которое позволяет легко переключаться с частоты APRS на основную частоту прослушивания. Предполагается, что это случилось с кем-то на местном уровне.
2019-09-22 00:11:58 147.06-Analog-Repeater W5HLG Ровно в 19:00 по местному времени ретранслятор провел голосовую идентификацию, после чего последовал пакет данных.Это не в первый раз, и поскольку он продолжался, а не следовал за станцией I.D. кому-то было бы ЧРЕЗВЫЧАЙНО трудно это сделать. 2019-10-05 00:00:00
Разрешение: после прослушивания аудиоотчетов журнала эти пакеты данных представляют собой пакетные радиопередачи, которые кто-то отправляет через входную частоту ретранслятора 147,66 МГц. Никаких сверхчеловеческих уловок с ретранслятором здесь нет, но ретранслятор послушно повторяет этот сигнал, и это то, что мы слышим.Существует популярное портативное радио Yeasu, которое позволяет легко переключаться с частоты APRS на основную частоту прослушивания. Предполагается, что это случилось с кем-то на местном уровне.
2019-09-22 00:07:38 147.06-Analog-Repeater W5HLG Ровно в 19:00 по местному времени репитер выполнил голосовую идентификацию, после чего последовал пакет данных. Это не в первый раз, и поскольку он продолжался, а не следовал за станцией I.D. кому-то было бы ЧРЕЗВЫЧАЙНО трудно это сделать. 2019-10-05 00:00:00
Разрешение: после прослушивания аудиоотчетов журнала эти пакеты данных представляют собой пакетные радиопередачи, которые кто-то отправляет через входную частоту ретранслятора 147,66 МГц. Никаких сверхчеловеческих уловок с ретранслятором здесь нет, но ретранслятор послушно повторяет этот сигнал, и это то, что мы слышим. Существует популярное портативное радио Yeasu, которое позволяет легко переключаться с частоты APRS на основную частоту прослушивания. Предполагается, что это случилось с кем-то на местном уровне.
2019-05-28 14:07:18 147.06-Analog-Repeater W5HLG 28.05.19 Начиная примерно с 07:00 репитер издает рычание до такой степени, что он подавляет вечеринку передача или получение. WA6DKD попросил меня сообщить об этой проблеме. 0000-00-00 00:00:00
Разрешение: это проблема, о которой мы знаем. Спасибо за дополнительные данные! Это помогает нам убедиться, что мы пытаемся решить правильную проблему.
2019-04-15 18:10:14 147.06-Analog-Repeater W5HLG Сегодня утром примерно в 9:25 репитер отправил голосовой идентификатор W5NOR примерно 6 раз в течение минуты. Я попытался связаться с Марком с помощью текстового сообщения, чтобы узнать, работает ли он на ретрансляторе через удаленный доступ, но так и не получил никакого ответа. 73 Lea 0000-00-00 00:00:00
Разрешение: аудиофайл загружен и будет исследован. Интересно…
2019-04-11 16:45:54 147.06-Analog-Repeater W5HLG Сегодня, 11 апреля 2019 года, 11:15 по местному времени, и в дальнейшем шум ретранслятора был настолько велик что 50-ваттные станции с трудом могли попасть в ретранслятор, но их не понимала другая сторона. Это ДОЛЖНО прекратиться, если мы не собираемся решать и исправлять это, тогда давайте полностью вывести его из строя и просто использовать ретранслятор 800. Я НИКОГДА не думал, что эти слова выйдут из меня, но после того, как я купил более мощный блок питания, чтобы иметь на своей базе и иметь хорошую антенну, и это все еще происходит, я могу понять, почему новые люди не остаются в хобби.Я неоднократно спрашивал, чем я могу помочь, но все равно ничего не ??????? Я начинаю думать, что меня «заблокировали» специально ????? 0000-00-00 00:00:00
Разрешение: это повторение известной проблемы, над потенциальным решением которой Марк в настоящее время работает. Я отмечу это как решенное, поскольку мы знаем, в чем проблема.
2018-12-11 21:03:55 147.06-Analog-Repeater W5HLG 11.12.18 в 14:58 CST произошел очередной всплеск данных на частоте.Как мы выяснили, это не первый случай. 0000-00-00 00:00:00
Разрешение: извлечет аудиофайл и оценит потенциальные источники. Я вытащил аудиофайл, и, похоже, это законная передача. Скорее всего, кто-то случайно отправил на ретранслятор пакет данных. Репитер работал нормально.
2018-10-25 04:00:00 147.06-Analog-Repeater w5ifn Repeater был недоступен.
Разрешение: Нет доступных наблюдений.Журнал APRS был проверен на APRS.fi, и оказалось, что в течение отчетного периода на сайте было электричество. Ожидание в определенную дату / время для продолжения обзора.
2018-10-25 04:00:00 443.70-Analog-Repeater w5ifn Repeater был недоступен.
Разрешение: Нет доступных наблюдений. Журнал APRS был проверен на APRS.fi, и выяснилось, что в течение отчетного периода на сайте было электричество. Ожидание в определенную дату / время для продолжения просмотра.
2018-10-21 04:00:00 147.06-Analog-Repeater n5uwy Главный приемник выключен, не работает. 2018-10-22 12:30:00
Решение. Контроллер неправильно понял некоторые сигналы DTMF во время сеанса беспроводного программирования, и главный ретранслятор был отключен. Требовалось посещение объекта, и программирование контроллера было обновлено до заведомо исправного состояния.
2018-10-20 23:00:00 147.06-Analog-Repeater w5ifn На репитере слышен набор цифровых сигналов. Отключение частоты ретранслятора сделало более очевидным использование цифровых сигналов.
Разрешение: Никаких наблюдений не слышно. Ожидание определенной даты / времени для проверки.

Точка доступа, повторитель и удлинитель

Некоторые из вас хотят знать , поддерживает ли Tanaza ретрансляторы и расширители и можно ли использовать точки доступа в режиме ретранслятора.

Мы хотели бы дать вам объективный обзор использования точек доступа в режиме повторителя, повторителей и расширителей в ваших сетях.

Начнем с беспроводных повторителей . Их также называют расширителями диапазона (это Netgear и это расширители TP-Link), поскольку они захватывают ваш сигнал, а затем ретранслируют его со своего радио, расширяя зону покрытия Wi-Fi. Обычно они транслируют новый SSID. Даже если вы настроите новый SSID как корневой, ваше соединение может разорваться при переходе от точки доступа к повторителю. Если вы установите один и тот же канал и на точке доступа, и на повторителе, произойдет интерференция .

Лучшие расширители Wi-Fi в 2016 году, по версии Tom’s Guide

Беспроводные повторители очень похожи на повторители, но они не создают новый SSID. Они просто захватывают сигнал, не подключаясь к маршрутизатору с помощью кабеля, и ретранслируют его по беспроводной сети. Роуминг между точкой доступа и ретранслятором происходит без перебоев.

Некоторые точки доступа можно настроить в «режиме повторителя». Однако с использованием ретрансляторов (или точек доступа в режиме ретранслятора) — не лучшая практика, так как это существенно снижает вдвое полосу пропускания , потому что один и тот же радиомодуль используется для связи как с клиентами, так и с точкой доступа.

Лучшие повторители Wi-Fi в 2016 году по версии Consumer Top

Точки беспроводного доступа подключены к Интернету через провод. Wi-Fi идет прямо к точке доступа. Если прокладка кабеля не является проблемой, использование двух точек доступа , установленных на неперекрывающихся каналах с одинаковым SSID, — лучший способ повысить производительность и выгодно для расширить зону покрытия беспроводной сети . Эта конфигурация позволяет вам использовать Tanaza Roaming, технологию непрерывного подключения при перемещении в пределах местоположения, которая работает только в том случае, если покрытие осуществляется через точки доступа Tanaza Powered.

Поскольку использование повторителей и повторителей не является лучшей практикой для повышения производительности и расширения зоны покрытия Wi-Fi, Tanaza не поддерживает режим повторителя в точках доступа Tanaza Powered. Однако у вас есть три разных решения проблемы покрытия Wi-Fi:

— если у вас есть возможность использовать кабель, добавьте больше точек доступа с питанием от Tanaza (в зависимости от места проведения вам могут потребоваться точки доступа, устанавливаемые на потолке или на опоре, с PoE, с направленными или всенаправленными антеннами … не волнуйтесь, у нас есть поддерживаемое устройство, которое подойдет вам ).

— если вы не можете использовать кабель, вы можете создать беспроводной мост «точка-точка».

— если вы не можете использовать кабель, вы можете использовать устройства Powerline

Расширитель диапазона Wi-Fi

и ячеистая сеть: в чем разница?

Ячеистые сетевые системы — отличный способ исправить мертвые зоны в вашем доме, но чем они отличаются от расширителей диапазона и стоят ли они дополнительных затрат?

Первое: оптимизируйте вашу текущую сеть Wi-Fi

Многие люди приходят ко мне с вопросом, как они могут решить проблему медленного интернета — может ли ячеистая система Wi-Fi справиться с этой задачей даже в небольшой квартире на Манхэттене? Важно отметить, что расширители диапазона и сетчатые системы не являются волшебной пулей, улучшающей скорость в любой ситуации.Если ваша проблема вызвана перегрузкой из-за ваших соседей, плохо размещенным маршрутизатором или дешевым интернет-пакетом с низкой скоростью, ячеистая система не решит вашу проблему.

«Mesh-системы и расширители в первую очередь предназначены для решения одной проблемы: плохой мощности сигнала», — говорит Джоэл Крейн, сертифицированный эксперт по беспроводным сетям и инженер по Wi-Fi в Juniper Networks. «Прежде чем вкладывать деньги в ячеистую систему Wi-Fi, проверьте, есть ли у вас проблемы с мощностью сигнала в местах, где вам нужно использовать Wi-Fi.

Он рекомендует использовать бесплатный инструмент, такой как InSSIDer Lite, для отображения уровня сигнала в вашем доме — когда вы ходите по дому с работающим инструментом, обращайте внимание на любые места с плохим сигналом. «Любой уровень сигнала от -67 до -30 дБм — это хорошо», — говорит он. «Как только вы опуститесь ниже -67 или -70 дБмВт, характеристики начнут ухудшаться. Ниже -80 дБм, вероятно, что-то вообще не будет работать надежно ». (Помните, что это отрицательные числа, поэтому -80 дБм ниже, чем -67 дБм.)

Если у вас нет мертвых зон, значит проблема в вашем интернет-пакете, а не в вашей сети Wi-Fi.Если вы все же обнаружите мертвые зоны, убедитесь, что ваш маршрутизатор оптимально расположен на открытом воздухе в центре города. Если он заперт в шкафу в одном конце дома, вы можете решить проблему, переместив маршрутизатор вместо покупки нового оборудования. Ознакомьтесь с нашими 10 лучшими способами усиления сигнала Wi-Fi, чтобы получить дополнительные советы, прежде чем прибегать к дополнительным устройствам.

Расширители диапазона Wi-Fi просто повторяют сигнал

Если вам действительно нужна помощь в расширении сети Wi-Fi, вам придется выбирать между расширителем диапазона и ячеистой системой.«Повторители Wi-Fi обычно подключаются к существующей беспроводной сети, транслируют новое имя сети и вслепую ретранслируют трафик обратно на ваш беспроводной маршрутизатор», — объясняет Крейн. «Обычно это означает, что вы увидите два имени сети: одну сеть предлагает ваш беспроводной маршрутизатор, а другую сеть — повторитель».

Вы, наверное, видели это раньше, когда в домашней сети есть SmithHouse наверху и SmithHouse_EXT на нижнем. Ваши устройства часто остаются на одном из них, пока он полностью не выйдет за пределы досягаемости.Это означает, что у вас по-прежнему будет медленный Wi-Fi в нескольких точках вашего дома, если вы вручную не переключаетесь между сетями при перемещении, что является огромной проблемой.

Повторение всего сигнала Wi-Fi также неэффективно — этот повторитель просто прослушивает каждый пакет и ретранслирует его. Нет внутренней логики, которая отправляет пакеты по правильному пути.

Что еще более важно, расширители диапазона часто могут замедлять работу. Беспроводная связь является «полудуплексной», что означает, что беспроводное устройство не может отправлять и получать информацию одновременно — каждое устройство на одном канале должно по очереди разговаривать, включая устройства в сетях Wi-Fi вашего соседа.По словам Крейна, расширители диапазона усугубляют эту неэффективность, поскольку им приходится повторять все, что они «слышат», — например, кто-то преследует вас весь день, повторяя все, что вы говорите, прежде чем кто-то сможет заговорить.

Наконец, управление этими расширителями часто является проблемой. Многие маршрутизаторы требуют, чтобы вы зашли на веб-страницу, чтобы изменить настройки или загрузить обновления, и если ваш повторитель другой марки, вы будете иметь дело с двумя наборами программного обеспечения. Во многих случаях это программное обеспечение может показаться немного сложным и архаичным.

Конечно, есть исключения из всех этих пунктов. Некоторые расширители диапазона имеют более современное программное обеспечение и могут решить некоторые проблемы с пропускной способностью при использовании в паре с маршрутизаторами от тех же производителей, которые предназначены для совместного использования. Но нет никакой гарантии, что вы сможете сделать это с помощью существующего маршрутизатора, и в этот момент грань между расширителем и ячеистой системой становится немного размытой.

Если вы выберете расширитель диапазона, лучшим выбором для PCMag станут Amped Wireless Athena-EX High Power AC2600, Netgear Nighthawk X4 AC2200 и TP-Link AC1750.

Ячеистые сетевые системы более удобны, эффективны и быстро обновляются

В отличие от повторителя, который можно добавить к существующей сети Wi-Fi, ячеистые системы обычно полностью заменяют домашний Wi-Fi. Вы можете использовать их в тандеме с вашим текущим маршрутизатором, но обычно для этого мало причин (если только ваш провайдер не требует этого, как это делает AT&T U-Verse). Они разработаны, чтобы заменить вашу сложную настройку роутера и повторителя множеством идентичных устройств, размещенных вокруг вашего дома, которые используются вместе.

Хотя замена текущего маршрутизатора может отпугнуть некоторых людей, помните, что в настоящее время это гораздо более привлекательный вариант, чем в предыдущие годы, поскольку маршрутизаторы, поддерживающие новый стандарт Wi-Fi 6, становятся все более распространенными. Wi-Fi 6 предлагает значительные улучшения как в полосе пропускания, так и в безопасности, поэтому замена вашего старого маршрутизатора на маршрутизатор Wi-Fi 6 или совместимую ячеистую систему имеет смысл сейчас, когда цены снижаются.

Однако даже без Wi-Fi 6 ячеистые системы имеют ряд преимуществ перед традиционными повторителями.«Домашние ячеистые системы, такие как eero, Google Nest WiFi и Linksys Velop, используют ячеистые« точки доступа », которые знают друг о друге и могут при необходимости передавать трафик по сети без проводов», — говорит Крейн. «Все они передают одно и то же имя сети, что позволяет вашим устройствам Wi-Fi, таким как телефоны и ноутбуки, перемещаться между точками доступа к сети по своему усмотрению». Это делает передачу намного более плавной, чем у расширителей.

Рекомендовано нашими редакторами

Кроме того, поскольку все ячеистые блоки работают под управлением одного и того же программного обеспечения, они могут гораздо более разумно ретранслировать трафик.Это означает, что если вы подключены ко второму узлу на дальнем конце вашего дома, он будет ретранслировать пакеты только в том случае, если рассматриваемый клиент действительно подключен к нему.

Кроме того, ячеистые системы могут преодолеть некоторые проблемы скорости, которые возникают у повторителей, за счет использования нескольких радиомодулей для одновременной отправки и получения информации. «Они могут использовать канал 2,4 ГГц для связи с клиентом, а затем использовать канал 5 ГГц для передачи данных в другие точки доступа к ячейке сети», — говорит Крейн.

Некоторые ячеистые системы могут иметь даже три радиомодуля. Одно радио предназначено для этой обратной связи с маршрутизатором и два радио для связи с ноутбуками, телефонами и другими клиентскими устройствами. Это особенно полезно, когда у вас много устройств в сети.

Если вы можете купить трехдиапазонную модель, я бы порекомендовал это сделать. Он по-прежнему не идеален — в идеале вы должны соединять свои точки доступа к сетке друг с другом с помощью Ethernet для обеспечения максимальной скорости, но если у вас нет проводки Ethernet в вашем доме, это шаг вперед по сравнению с двухдиапазонными сетчатыми системами и традиционными расширители диапазона.Одним из последних таких предложений является Amazon Eero Pro 6, поступивший в продажу в ноябре 2020 года, который представляет собой не только трехдиапазонную ячеистую систему, но также поддерживает Wi-Fi 6 и даже имеет концентратор для умного дома Zigbee, встроенный в основной маршрутизатор. . Вдобавок ко всему, он также преодолевает один из наиболее распространенных недостатков сетки: цену. Eero Pro 6 и его младший брат, новый Eero 6, стоят на 100–200 долларов меньше, чем их сетевые конкуренты.

Наконец, с помощью современных ячеистых систем установка и управление вашей сетью намного проще.Вместо того, чтобы иметь дело с несколькими страницами конфигурации, вы можете управлять всей сетью из одного удобного приложения для смартфона. Многие ячеистые системы также обновляют свою прошивку автоматически, что является огромным шагом вперед по сравнению с большинством маршрутизаторов, которые требуют, чтобы вы проверяли веб-страницу производителя на наличие обновлений, загружали файл и отправляли его на свой маршрутизатор вручную. Большинство пользователей даже не проходят этот сложный процесс, что делает их уязвимыми для угроз безопасности.

При использовании ячеистой системы «все в одном» у вас больше шансов получать регулярные обновления, что повышает удобство использования и безопасность.Это огромно.

Ячеистые сети становятся все более распространенными и доступными. В PCMag нашими фаворитами являются TP-Link Deco M9 Plus, Netgear Nighthawk XRM570 и Amped Wireless Ally Plus.

Нравится то, что вы читаете?

Подпишитесь на информационный бюллетень Tips & Tricks , чтобы получать советы экспертов по максимально эффективному использованию ваших технологий.

Этот информационный бюллетень может содержать рекламу, предложения или партнерские ссылки. Подписка на информационный бюллетень означает ваше согласие с нашими Условиями использования и Политикой конфиденциальности.Вы можете отказаться от подписки на информационные бюллетени в любое время.

Превратите маршрутизатор в беспроводной ретранслятор и улучшите свою домашнюю сеть

Если у вас есть устройства с проводными (Ethernet) подключениями, а ваш маршрутизатор или модем находится слишком далеко или ваша беспроводная сеть не покрывает достаточную площадь в вашем доме, старый маршрутизатор может решить ваши проблемы. Установив бесплатную прошивку DD-WRT на старый роутер, вы можете превратить его в беспроводной мост или ретранслятор. Это означает, что даже устройства, которые не могут подключиться к вашему основному маршрутизатору, могут подключаться через старый маршрутизатор в любом месте, где вы его разместите.

Здесь есть несколько различных сценариев, но для всех из них вам необходимо установить DD-WRT на базе Linux, чтобы заменить прошивку по умолчанию старого маршрутизатора — и дать ему не только больше возможностей, но и повысить его производительность. . Посетите DD-WRT, чтобы узнать, поддерживается ли ваша модель маршрутизатора, и загрузите последнюю версию. Если ваш маршрутизатор не может установить DD-WRT, вы всегда можете купить подержанный, например, популярный Linksys WRT54G, по довольно дешевым ценам.

Установите DD-WRT

Выполните полный сброс маршрутизатора (проверьте руководство или выполните поиск по запросу «[имя маршрутизатора] аппаратный сброс», затем подключите компьютер к порту LAN маршрутизатора с помощью кабеля Ethernet.

Откройте веб-браузер и перейдите по адресу 192.168.1.1, чтобы перейти к панели управления DD-WRT (если ваш компьютер не использует DHCP для автоматического получения своего IP-адреса, вам придется установить IP-адрес в той же подсети. — например, 192.168.1.5).

Изменение беспроводного режима

Перейдите в «Беспроводная связь»> «Основные настройки». Вот где инструкции различаются в зависимости от того, что вы хотите сделать:

  • Если вы хотите подключить проводные устройства (например, ваш телевизор или игровую консоль) к старому маршрутизатору и подключить его по беспроводной сети к вашему модему или другому маршрутизатору, тогда выберите «Клиентский мост» в раскрывающемся списке «Беспроводной режим».Для сетевого режима, SSID и беспроводного канала установите те же параметры, что и для основного маршрутизатора.
  • Если вы хотите использовать старый маршрутизатор для увеличения диапазона беспроводной сети, выберите «Повторитель» для беспроводного режима. В разделе физического интерфейса введите SSID вашего основного маршрутизатора и выберите «Мостовой» для сетевых подключений; это означает, что ваш ретрансляторный маршрутизатор будет получать сигнал от вашей текущей сети и подключаться к ней. В разделе виртуальных интерфейсов вы можете выбрать другой SSID, чтобы вы могли подключиться к этому маршрутизатору, особенно если вы находитесь к нему ближе всего.

Нажмите «Сохранить», а затем «Применить».

Настройка безопасности беспроводной сети

Для параметров моста и ретранслятора затем перейдите в Wireless> Wireless Security и введите настройки безопасности вашего основного маршрутизатора.

Изменить IP-адрес

Наконец, вам, возможно, придется перейти в Настройка> Базовая настройка и изменить IP-адрес маршрутизатора — чтобы он находился в той же подсети, что и основной маршрутизатор, если вы создаете мост, или в уникальной подсети, если вы находитесь в режиме ретранслятора. .Ознакомьтесь с инструкциями по мосту клиента DD-WRT и инструкциями по мосту повторителя для получения дополнительных сведений и советов / ошибок / проблем.

Вы можете проверить, работает ли ваша новая установка, перейдя в «Статус»> «Беспроводная связь».

Эта история «Превратите старый маршрутизатор в беспроводной мост или ретранслятор и улучшите свою домашнюю сеть» была первоначально опубликована ITworld.

Мелани Пинола — писатель-фрилансер, освещающий все, что связано с технологиями.Бывший ИТ-администратор и иногда веб-разработчик, она также является автором LinkedIn за 30 минут, писателем Lifehacker и экспертом по технологиям мобильного офиса на сайте About.com.

Мнения, выраженные в этом блоге, принадлежат автору и не обязательно отражают точку зрения ITworld, ее материнской, дочерней или аффилированной компании.

Авторские права © 2012 IDG Communications, Inc.

2020 Беспроводной ретранслятор WiFi Blast Расширитель диапазона Wi-Fi Усилитель Wi-Fi Blast 300 Мбит / с: Электроника


Марка Честь дракона
Скорость передачи данных 300 мегабит в секунду
Стандарт беспроводной связи 802.11n, 802.11b, 802.11g

  • Убедитесь, что это подходит введя номер вашей модели.
  • Улучшите покрытие беспроводной сети во всех сетях WLAN. Доступ в Интернет для компьютеров, расположенных на границе или за пределами зоны действия вашей точки доступа.
  • Соответствует стандартам IEEE 802.11n, IEEE 802.11g, IEEE 802.11b. Обеспечивает скорость передачи до 300 Мбит / с.
  • Два режима: режим ретранслятора для большей производительности и покрытия беспроводной сети и режим AP, который создает новую точку доступа WiFi.
  • ФУНКЦИЯ WPS: можно просто настроить на телефоне / iPhone / планшете / ноутбуке / ПК в течение 5 минут. Поддержка WEP, WPA, WPA2, WPA / WPA2, просто нажав кнопку WPS, чтобы получить безопасное шифрование.
  • исправьте язык и стабильность сигнала. измените перезагрузку по умолчанию, предыдущая версия требует прицела для перезагрузки, но теперь в этом нет необходимости. 2 версии могут поддерживать китайский и английский языки.

Что такое точка доступа и чем она отличается от расширителя диапазона?

Технология Wi-Fi значительно улучшилась за последние годы, но она не универсальна, особенно когда дело касается бизнеса.В больших офисных помещениях с интенсивным трафиком обычно используются точки доступа Wi-Fi, тогда как в небольших офисах с ограниченным числом пользователей с большей вероятностью будут установлены маршрутизаторы Wi-Fi и расширители диапазона. Давайте посмотрим на их характеристики в сравнении, чтобы найти лучшее решение Wi-Fi для вас.

Что такое точка доступа?

Точка доступа — это устройство, которое создает беспроводную локальную сеть или WLAN, обычно в офисе или большом здании. Точка доступа подключается к проводному маршрутизатору, коммутатору или концентратору через кабель Ethernet и передает сигнал Wi-Fi в указанную область.Например, если вы хотите включить доступ Wi-Fi в приемной вашей компании, но у вас нет маршрутизатора в пределах досягаемости, вы можете установить точку доступа возле стойки регистрации и пропустить кабель Ethernet через потолок обратно в серверную комнату. .

Что такое расширитель диапазона?

Как следует из названия, расширитель диапазона увеличивает радиус действия существующей сети Wi-Fi. Поскольку расширители диапазона подключаются к маршрутизаторам Wi-Fi по беспроводной сети, их необходимо размещать там, где сигнал маршрутизатора Wi-Fi уже является сильным, а не в месте фактической мертвой зоны.Например, если ваш маршрутизатор находится в подвале двухэтажного здания, установка расширителя диапазона на первом этаже (где покрытие от Wi-Fi-маршрутизатора все еще сильное) устранит потенциальные мертвые зоны на втором этаже.

Почему точки доступа лучше для бизнеса

Хотя расширители диапазона отлично подходят для домашних сетей Wi-Fi, они неэффективны для современного бизнеса. Это потому, что они могут поддерживать только ограниченное количество устройств одновременно, обычно не более 20.Хотя расширители диапазона увеличивают зону покрытия маршрутизатора Wi-Fi, они не увеличивают доступную пропускную способность. В зависимости от количества устройств, которые вы подключили одновременно, расширитель диапазона может в конечном итоге утяжелить ваше соединение.

С другой стороны, точки доступа

могут обрабатывать более 60 одновременных подключений каждая. Установив точки доступа по всему офису, пользователи могут свободно перемещаться из комнаты в комнату, не испытывая перебоев в работе сети. Когда они перемещаются по зданию, их устройства плавно переключаются с одной точки доступа на другую, не прерывая соединения — они даже не осознают, что переключаются между сетями.

Преимущества использования точек беспроводного доступа

Когда и сотрудники, и гости подключаются к настольным компьютерам, ноутбукам, мобильным телефонам и планшетам, 20 устройств в беспроводной сети быстро складываются. При 60 одновременных подключениях каждая точка доступа дает вам возможность масштабировать количество устройств, поддерживаемых в вашей сети. Но это только одно из преимуществ использования этих сетевых усилителей — рассмотрите следующие моменты:

  • Точки доступа бизнес-класса можно установить везде, где можно проложить кабель Ethernet.Новые модели также совместимы с Power over Ethernet Plus или PoE + (комбинация Ethernet и кабеля питания), поэтому нет необходимости прокладывать отдельную линию питания или устанавливать розетку рядом с точкой доступа.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.