Схема многопараметрического модема – Схема многопараметрического модема – Блок-схема передатчика синхронного модема — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

18. Структура модема, методы модуляции, стандарты и программные средства для модемов

Структура модема

Одна из возможных структурных схем модема показана на рис. 18.1. Она содержит типовые функциональные узлы обработки и преобразования сигналов, из числа которых намеренно исключены некоторые второстепенные узлы, предназначенные для организации синхронизации и обработки служебных сигналов. Далее узлы, осуществляющие прямое и обратное преобразования в передающей и приемной части модема, рассматриваются попарно.

Рис. 18.1.  Структурная схема модема

Кодер/декодер предназначены для защиты от ошибок и "сжатия" данных. Защита от ошибок предполагает включение в пакеты передаваемых данных избыточного циклического кода (CRC), как и в локальных компьютерных сетях (см. раздел "Использование помехоустойчивых кодов для обнаружения ошибок в сети" Лекции 10). При этом в качестве стандартных протоколов, более подробно описывающих форматы данных (в том числе число бит в коде CRC – 16 или 32), используются протоколы серии MNP (Microcom Networking Protocol компании Microcom) или V.42 / V.44 (международный стандарт ITU-T). Протокол V.42bis представляет собой протокол сжатия данных. Если нельзя увеличить пропускную способность линии передачи из-за ограничения, накладываемого теоремой Шеннона, то можно уменьшить избыточность передаваемой текстовой информации, используя свойство повторяемости цепочек символов в словах. Для этого на передающем и приемном конце линии модемы (точнее, их

кодеры и декодеры) организуют и поддерживают идентичные динамические словари в виде структур типа дерева с отдельными символами в качестве узлов (см. рис. 18.2). Достаточно передавать не сами слова, а, фактически, специальным образом описанные (в виде чисел) части словарей (пути в дереве), содержащие требуемые последовательности символов. Так, часть словаря на рис. 18.2 позволяет описать строки символов A, B, BA, BAG, BAR, BI, BIN, C, D, DE, DO и DOG относительно соответствующих корневых узлов.

Рис. 18.2.

  Пример представления части словаря при работе протокола сжатия V.42bis

Скремблер/дескремблер производят такое преобразование передаваемого и принятого сигналов, которое исключает влияние длинных цепочек из логических нулей или единиц, а также коротких повторяющихся последовательностей на надежность синхронизации в приемной части модема. Скремблер при необходимости "разреживает" такие последовательности за счет принудительно вставляемых логических нулей или единиц, делая преобразованные данные псевдослучайными, а дескремблер удаляет лишние биты, восстанавливая исходный вид данных. Описанная проблема (зависимость качества синхронизации от вида передаваемых данных) существенна, конечно, не только при модемной связи, но и при любых видах обменов цифровыми данными по последовательной линии передачи, в которой не предусмотрена посылка отдельного синхросигнала. Такая ситуация характерна для компьютерных сетей, в которых для решения указанной проблемы вместо простых кодов передачи используются самосинхронизирующиеся коды (типа двухуровневых кодов Манчестер-2 или трехуровневых кодов с высокой плотностью единиц – КВП или BNZS в английском варианте названия).

Эквалайзер включается в приемной части модема и служит для компенсации зависимости группового времени запаздывания в линии от частоты. Для улучшения качества передачи речевых сигналов их спектральные составляющие на разных частотах должны приходить к удаленному модему с одинаковой задержкой. Идеальная компенсация показана на рис. 18.3. На практике в высокоскоростных модемах собственное групповое время запаздывания эквалайзера подстраивается автоматически.

Рис. 18.3.  Идеальная компенсация эквалайзером зависимости группового времени запаздывания в линии от частоты

В приемной части модемов, работающих в дуплексном режиме на обычной двухпроводной телефонной линии, требуется осуществлять также эхо-компенсацию. Соответствующий функциональный узел на рис. 18.1 не показан. Проблема состоит в том, что при дуплексном обмене передающий модем может воспринять порожденный им же сигнал, отраженный от другого конца линии, как пришедший от удаленного модема. В стандартах для высокоскоростных модемов (в частности, в стандарте V.34) предусмотрена процедура эхо-компенсации и установлены ограничения на уровень отраженного сигнала (он должен быть меньше полезного сигнала не менее чем на 25...30 дБ) и его максимальную задержку (не более 200...300 мс). Практическая реализация эхо-компенсации в высокоскоростных модемах предусматривает автоматическое определение параметров отраженного сигнала (его амплитуды и задержки) на этапе установления соединения.

Фильтры и усилители на рис.18.1 являются традиционными устройствами при обработке сигналов на фоне шумов и помех и не нуждаются в более подробном описании. В то же время модулятор и демодулятор в модемах реализуют специфические и достаточно сложные методы модуляции, которые рассматриваются в разделе "Методы модуляции, используемые в высокоскоростных модемах".

В современных модемах большая часть функций выполняется программой, управляющей работой цифрового сигнального процессора (ЦСП). Для исключения эффекта наложения спектров принципиально использование непрерывных аналоговых фильтров. Нужны также аналоговые усилители, АЦП и ЦАП для преобразования аналоговых сигналов в цифровые и обратно.

studfiles.net

Все о BAYCOM модеме

Vladimir, RU3AG
E-mail ru3ag (at) mail.ru

 

Как известно, для работы пакетом необходимо устройство, являющееся "посредником" между компьютером и радиостанцией - TNC (Terminale Node Controller). Кроме преобразования цифровой последовательности в звуковые посылки (как делает Модем, например, при RTTY-связи), TNC преобразует "пакеты", сформированные в соответствии с протоколом АХ-25, в понятные компьютеру ASCII-коды, а так же выполняет множество других специальных функций.

TNC состоит из микропроцессора, оперативной памяти, постоянной памяти, генератора синхроимпульсов и т.д., т.е. частей, как правило, входящих в состав любого компьютера. Радиолюбители, естественно, задавались вопросом: а нельзя ли использовать компьютер в режиме пакетной связи, не прибегая к дополнительным устройствам типа TNC, а сделать так, чтобы все функции контроллера пакетной связи взял на себя компьютер?

Немецкие радиолюбители DG3RBU и DL8MBT разработали программное обеспечение для домашнего компьютера COMMODORE C-64, которое назвали DIGICOМ-64. Оно позволяет работать пакетом, при этом требуется только небольшая приставка - модем для соединения компьютера с радиостанцией. Программа DIGICOM-64 была весьма популярна в Европе, где число пользователей компьютеров COMMODORE C-64 очень велико. С широким распространением ЭВМ IBM PC, естественно, встал вопрос о создании аналогичной программы для этого компьютера. В конце 1988 года Энди Пэйн N8KEI создал программу, которая позволяет работать пакетом на компьютере IBM PC без TNC. Он назвал ее PMP (Poor ManPacket - пакет для бедных людей). В августовском номере журнала "73" за 1991 год приведено ее описание и схема модема. В начале 1990 года появилась программа BAYCOM, разработанная теми же радиолюбителями, что и DIGICOM-64.

Таким образом, для тех, у кого есть возможность пользоваться компьютером IBM PC, достаточно сделать небольшой модем и подключаться к радиостанции. Схема одного из вариантов такого модема на микросхеме TCM-3105, pазpаботанного DG3RBU приведена на рисунке.

Схема модема (щелкните мышью для увеличения)

Модем потребляет всего 3.5 мА, поэтому питается непосредственно от сигналов интерфейса RS-232. BAYCOM использует нестандартное подключение к сигналам RS-232: сигнал DTR используется как передаваемые данные (от компьютера к радиостанции), CTS - принимаемые данные, RTS - PTT (Push-To-Talk - управление передатчиком), высокий уровень соответствует режиму передачи.

Pисунок печатной платы (5x9 см)

Данная схема работает только с тонами 1200 и 2200 Гц, которые применяются на УКВ при скорости 1200 Бод. Для работы на КВ (300 Бод, разнос частот тонов 200 Гц) нужно несколько модифицировать схему.

B.3аушицын (RW3DR)

Существует оригинальная версия схемы

, позволяющая разместить весь модем в корпусе разъема 25pin. По вопросам приобретения миниатюрного модема можно обратиться по адресу.

Оригинальная версия схемы

Ряд фирм выпускает радио-модемы обеспечивающие скорость 2400. Они как правило сделаны на миросхеме фирмы Exar - XR-2123 которая на 2400 работает по стандарту CCITT - V.22 или V.26. Подобные модемы не нашли широкого применения среди радиолюбителей, так как для использования этой м/сх (в отличии от TCM3105 используемой на скорости 1200) необходимо большее количество внешних (активных и пассивных) елементов. Кроме того для надежного декодирования DPSK модуляции необходимо несколько большее отношение S/N, чем обеспечивает УКВ ЧМ радиостанция, зачастую используемая с простыми не направленными антеннами. Как правило использование подобного модема не приводит к повышению скорости в два раза. В виду того, что повышается количество ошибок, реальная скорость увеличивается только на 30-50%.

Можно достичь хорошего результата (до 70%) если подобрать радиостанцию, с быстрым переключением TX/RX и установить минимально возможное значение TxDelay. Необходимо также использовать максимальное значение PacLen и большие чем на 1200 значения MaxFrame при условии, что канал связи обеспечивает небольшое количество ошибок и незагружен. На загруженном канале, при наличии других Users на данной частоте оптимальным всегда является значение MaxFrame=1. Таймер T1 - Frack, устанавливайте равным 1-2 на свободном канале и 3-5 на загруженном. Необходимо также поэкспериментировать с установкой таймера T2 - RespTime.

Кроме этого известен вариант использования м/сх TCM3105 в модемах на 2400, несмотря на то, что она для этого не предназначена. Все изменение в схеме заключается в повышении частоты кварца и соответственно повышении AFSK частот. Выбор частоты кварца является компромисной величиной для 2400 на TCM3105.

Желательно чтобы:

-"нижняя" частота (лог 1) модуляции в AFSK посылке была как можно ближе к значению скорости бит/с, иначе TCM с трудом принимает такой сигнал - его трудно детектировать. Хорошо, если его частота такова, что период колебания модулирующей AFSK частоты укладывается в длительность периода для скорости 2400. Т.е. нижняя частота модуляции должна быть по возможности как можно ближе к 2400Hz. Кроме этого малые значения кварца также не приемлимы из соображений оптимального сдвига между AFSK частотами 0 и 1. "Оптимальный_Сдвиг_для AFSK" = 0.8*скорость_бит/с

-на 2400 надо стремиться чтобы сдвиг между частотами был как можно ближе к 1920Hz, но при этом соответственно повышается частота (лог 0) "верхней" посылки и она уже с трудом проходит через узкополосные НЧ цепи и фильтры приемо/передатчика. АЧХ трансиверов различны - поэтому трудно оптимально подобрать частоту кварца так чтобы 2400 работало с любой радиостанцией. Частота кварца 8Мгц, используемая радиолюбителями в Москве, хороша для м/сх - нижняя частота 2160Hz близка к 2400, но верхняя становится 3960Hz, что много для некоторых р/ст. Причем как для трактов приемника, так и для трактов передатчика. В Европе более распространен вариант с кварцем 6.5536Mhz.

Для работы на 2400 нужно подстроить новый уровень (делать очень аккуратно, медленно, много оборотным резистором) на ноге RxB.

www.qrz.ru

Схема подключения adsl модема к телефонной линии. Схема подключения ADSL-модема

Подключение ADSL сплиттера. Самый распространенный вариант.

1. В разъем LINE сплиттера подключают городскую телефонную линию. Иногда этот разъем называют LINE-IN , например сплиттеры ECI-TELECOM. Отводы или разветвления нежелательны. Это существенно снижает надежность работы ADSL модема. Если отводы/разветвления до сплиттера есть, то телефонные аппараты должны быть включены через "микрофильтры". Вместо микрофильтра можно использовать ещё один ADSL сплиттер.

2. В разъем MODEM сплиттера подключают ADSL модем. В сплиттерах ECI-TELECOM этот разъем иногда называют LINE-OUT , в сплиттерах D-Link этот разъем называют ADSL . у SIEMENS он называется NT . (Network Termination)

3. В разъем PHONE сплиттера подключают телефонные аппараты, факсы, мини-АТС, модемы Dial-UP и т.п. Все что раньше висело на этом телефонном номере, теперь будет включено в сплиттер, в разъем PHONE ! Иногда этот разъем называют TEL , - сплиттеры D-Link, микрофильтры, ISDN сплиттеры. У сплиттеров SIEMENS этот разъем назван POTS (Plain Old Telephone Service)

ADSL сплиттер ZyXEL AS 6 EE

Возможные варианты подключения ADSL splitter"а

Каскадное подключение.
Такое подключение невозможно со сплиттерами SIEMENS, у них выход NT/ADSL развязан конденсаторами. Постоянный ток для телефона, подключенного во второй сплиттер, не пройдет.

Каскадное подключение

Схему подключения с использованием микрофильтров используют в безвыходных ситуациях, когда изменить телефонную проводку в помещении невозможно. Это крайний вариант, использовать его не рекомендуется. Иногда, в целях экономии микрофильтр/сплиттер не используют вообще. Как результат - телефон мешает работе ADSL модема (частые потери связи). В телефоне шум при работе ADSL модема. Вместо микрофильтра можно использовать ещё один ADSL сплиттер. При этом у второго сплиттера разъем MODEM не используется. Оставшиеся два разъема подключить как показано на рисунке ниже:

Использование микрофильтров

Подключая на линию все эти бесконечный сплиттеры, микрофильтры, телефоны, Вы увеличиваете емкостную нагрузку на линию. Тем самым Вы сами себе ухудшаете качество телефонии. Может даже возникнуть такая ситуация, что из-за черезмерно возросшей емкости в линии перестанет проходить вызывной сигнал. Также, чем больше соединений, разъемов, контактов, тем менше надежность.

Как не надо подключать ADSL splitter:

Самая распространенная ошибка - это когда подключают телефоны до сплиттера.

Ещё вариант - сплиттер включают куда-нибудь, где-нибудь включат ADSL модем. Везде, где возможно, подключат телефоны. Понятное дело, что работает все это "как-нибудь".

Иногда подключают телефонную линию в разъем сплиттера PHONE . Телефонные аппараты включают в разъем сплиттера LINE . При таком включении телефонные аппараты работать будут, ADSL модем работать не будет.

Схемы подключения:

ADSL сплиттер - разделитель каналов голоса и данных. Представляет собой частотный фильтр с одним разъемом "LINE" на входе и двумя "PHONE" и "MODEM" на выходе (Рисунок 1). Позволяет работать ADSL-модему и телефонному аппарату одновременно.

Рисунок 1

Обобщенная Схема 1 подключения ADSL оборудования при использовании сплиттера в качестве частотного разделителя приведена

Схема 1

ADSL микрофильтр - выделяет телефонный сигнал из линии, исключая тем самым влияние телефона на обмен ADSL- данными. Представляет собой частотный фильтр с одним разъемом "LINE" на входе и одним "PHONE на выходе (Рисунок 2). Перед каждым телефонным аппаратом, подключенным к линии совместно с ADSL-модемом, необходимо включить микрофильтр.

Рисунок 2

Обобщенная Схема 2 подключения ADSL оборудования при использовании микрофильтра в качестве частотного разделителя приведена

Схема 2

Схемы подключения ADSL модема:

1. При наличии в помещении одного телефонного аппарата

Необходимо использовать одну из схем приведенных выше - Схема 1 , Схема 2 .

2. При наличии в помещении нескольких телефонных аппаратов

Существует ряд стандартных схем подключения, используя как сплиттер, так и микрофильтр.

2.1. В качестве частотного разделителя используется ADSL сплиттер

Внимание! Обязательным условием подключения является установка ADSL сплиттера до активного телефонного оборудования. Все телефоны, факсы подключаются строго после сплиттера.

Схема 3

Схема 3

2.2. В качестве ч

offlink.ru

РадиоКот :: USB GSM/GPRS модем.

РадиоКот >Схемы >Цифровые устройства >Примочки к ПК >

USB GSM/GPRS модем.

Устройство в сборе

Плата с держателем SIM-карты

Модуль + аккумулятор + антенна

GSM модуль SIM300C

Данное устройство представляет собой GSM/GPRS модем подключаемый к компьютеру через USB разъем. С помощью данного модема можно осуществлять доступ в Интернет со скоростью до 115,200 Кбит/сек или использовать его в составе пульта центрального наблюдения (ПЦН) для приема тревожных сообщений и звонков, а также отправки контрольных сообщений, от абонентских блоков GSM сигнализации. В общем сфера применения может быть любой.
Схема устройства:

Описание схемы

Схема устройства состоит из микросхемы преобразователя USBRS232 FT232 фирмы FTDI, осуществляющей связь компьютера с GSM/GPRS модулем SIM300C фирмы Simcom, а также микроконтроллера Atmega8L фирмы Atmel, осуществляющего управление питанием GSM модуля и настройку его конфигурации. Наличие свободных ножек микроконтроллера, при соответствующей корректировке программы, позволяет реализовать на данном устройстве простенькую GSM сигнализацию или дистанционное управление устройствами через GSM канал.
Изначально питание модуля SIM300C планировалось осуществлять через шину USB, но так как в моменты передачи потребляемый ток может достигать 2 А, то пришлось поставить аккумулятор, что в свою очередь позволило использовать модем как автономное устройство.
Светодиод VD2 отображает такие состояния работы, как подключение к компьютеру, состояние GSM сети, регистрация в сети, ошибка SIM карты, снижение денежных средств ниже порога.
Электронные ключи DD3 осуществляют переключение связи модуля SIM300C с компьютером или с микроконтроллером.

Детали

Резисторы - smd типоразмера 0805.
Конденсатор С6 танталовый, можно заменить на электролитический с тем же номиналом и напряжением не менее 6,3 В. Остальные конденсаторы - smd типоразмера 0805.
Диод VD1 можно заменить на любой другой с падением напряжения 0,6...0,7 В. Диод VD3 можно заменить на любой другой диод Шоттки с падением напряжения не более 0,5 В.
Транзистор VT1 может быть с любым буквенным индексом.
Светодиод VD2 можно заменить на любой другой двухцветный или поставить два отдельных светодиода.
Микросхему DD2 можно заменить на AT93C56 или AT93C66.
Аккумулятор BT1 можно заменить аккумулятором большей емкости.

Установка и настройка

Пример настройки рассмотрен для операционной системы Windows XP 32bit. Если у Вас стоит другая операционная система, то информацию по установке и необходимые драйверы можно скачать с сайта производителя.
Перед подключением к компьютеру, вытаскиваем модуль SIM300C и отключаем аккумулятор.
Распакуйте архив драйвера USB-RS232-driver.rar в отдельную папку. Подключите устройство к компьютеру. Заметив новое устройство, операционная система попросит указать папку с драйвером, укажите на распакованную папку. Следующим шагом заходим в распакованную папку и запускаем программу FTD2XXST.EXE, позволяющую запрограммировать микросхему eeprom. При первом запуске программы будет выведено следующее окно:

Необходимо будет заполнить следующие поля:
Manufacturer (производитель): FTDI.
Manufacturer ID (идентификатор производителя): FT.
Vendor ID (идентификатор поставщика): 0403.
Product ID (идентификатор продукта): 6001.
Description (описание): USB GSM/GPRS modem.
После заполнения всех полей, активным станет кнопка , при нажатии на нее откроется окно:

По умолчанию должны быть установлены флаги Plug and Play (автоматическое определение устройства) и Remote Wakeup (выход из режима пониженного энергопотребления).
Установка флага Fixed Serial Number позволяет присвоить устройству постоянный серийный номер, но при этом следует помнить что устройства с одинаковыми номерами подключать к компьютеру нельзя.
Флаг Self Powered оставляем не установленным, так как устройство питается не от своего источника, а от шины USB.
В окне Max Power (mA) (максимальный ток, потребляемый устройством) пропишите значение 490 мА.
Возвращаемся в основное окно и ставим галочку в строке FT232BM/FT245BM. Появятся дополнительно несколько строк, в которых необходимо поставить флаги Enable Serial Number и Int Pull-Down Enable.

Нажимаем на кнопку Save для сохранения настроек, после чего нажимаем на кнопку Program, чтобы записать введенные данные в eeprom преобразователя. Осталось перезагрузить операционную систему компьютера.
После записи данных в память DD2 необходимо прошить микроконтроллер файлом GSM_GPRS_modem.hex, для этого отключаем модем от компьютера, подключаем аккумулятор, подключаем программатор и с помощью программы CodeVisionAVR или другой прошиваем файл.
Для доступа в Интернет необходимо установить драйвер модема Samsung_GPRS_MODEM.rar.

Описание работы устройства.

Когда устройство отключено от компьютера, модуль SIM300C и микроконтроллер Atmega8L находятся в Sleep (спящем) режиме и суммарный ток потребления от аккумулятора составляет порядка 50 мкА. При подключении устройства к компьютеру, через ножку 32 (PD2) микроконтроллера возникает прерывание, по которому микроконтроллер выходит из спящего режима и производит процедуру включения модуля SIM300C, его настройку и регистрацию в GSM сети, после чего переключает модуль на компьютер. Длится этот процесс в течение 10-15 сек и светодиод VD2 горит красным цветом. После чего красное свечение светодиода VD2 сменяется на редкие вспыхивания зеленого с интервалом где-то 4 сек. Если вспыхивания зеленого частые, это означает что модем не(или еще не) зарегистрировался в сети или нет SIM карты. Стоит помнить что при подключении Интернет светодиод часто вспыхивает зеленым цветом. Дополнительно, при установке Интернет соединения, каждые полчаса происходит проверка состояния счета абонента, и при снижении последнего ниже заданного порога, светодиод VD2 начинает часто мигать красным цветом. Для активации проверки баланса необходимо в SIM карту с помощью телефона записать номер следующего вида: *NNN#bb#, где NNN - номер проверки баланса оператора используемой SIM карты, bb - значение баланса, при котором происходит индикация, допустимые значения от 10 до 99, и сохранить данный номер с именем Number. Функция проверки баланса может некорректно работать с некоторыми операторами.
Для отключения модема достаточно отсоединить его от компьютера, при этом светодиод VD2 загорится красным и произойдет отключение от GSM сети и правильное отключение модуля SIM300C.

Вопросы, как обычно, складываем тут.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

www.radiokot.ru

Простой звуковой модем для работы цифровыми видами связи

RZ4HX Николай Шадрин
E-mail rz4hx (at) rambler.ru

При работе в цифровых видах связи, желательно гальванически "развязать" компьютер и трансивер. В статье UA1ZH было упомянуто, что в качестве трансформаторов, можно использовать обмотки реле. Перебрав несколько типов, остановился на РПС34Б. Сопротивление обмоток - 980 Ом. Для более качественного сигнала, применен простейший пассивный фильтр, с частотой среза около 3-х кГц и диодный ограничитель на диодах. Схема показана на Рис 1.

Рис. 1 Простой звуковой модем

В реле, не используемые выводы контактов можно удалить, что упрощает монтаж. Остальные детали не критичны. Диоды VD1,2 - любые импульсные. Разъемы - типа "тюльпан".

 

На фотографиях показано "переделанное" реле и собственно модем.

Монтаж выполнен на плате из одностороннего стеклотекстолита, толщиной 1мм.

Результат применения данного модема, показан на фотографиях. Программа MixW2, трансивер FT-840. Управление RX/TX - САТ интерфейс.

До применения модема

С использованием модема

RZ4HX Николай Шадрин

www.qrz.ru

Модем для цифровых видов связи | RUQRZ.COM


Основная цель, которую преследовал автор, разрабатывая модем для цифровых видов радиосвязи, — гальванически «развязать» персональный компьютер и трансивер IC-728. Управление режимом прием-передача трансивера организовано через СОМ-порт.

Модем для цифровых видов связи

Схема модема проста и не требует пояснений. Напряжение питания для узла управления приемом-передачей поступает с трансивера, с контакта №7 разъема АСС(1).

Для гальванической «развязки» сигнальных НЧ цепей применены трансформаторы с коэффициентом трансформации 1:3 (можно и с другим коэффициентом трансформации), используемые в аппаратуре связи. Трансформаторы намотаны на кольцевых магнитопроводах. «Развязку» управляющих сигналов обеспечивает оптрон АОТ110A.

Выбор реле РЭС-82 был обусловлен низким (5 — 7 В) напряжением срабатывания. Разумеется, — можно применить любое подходя щее реле.

Монтаж устройства печатно-навесной. Штекер для разъема АСС(1) был переделан из стандартного НЧ разъема.

У автора модем подключен к компьютеру и трансиверу постоянно. При работе цифровыми видами радиосвязи не забывайте выключать в трансивере компрессор сигнала.

С момента ввода в эксплуатацию модема до написания статьи проведено более 150 связей (в эфире работаю только по выходным) цифровыми видами – BPSK31, RTTY, SSTV. Если в SSB могут ответить и 3-5 раза, то здесь как правило с первого. Помнится только 3 случая, что мне не ответили.

UR5YCW

Что еще почитать по теме:

www.ruqrz.com

АНТЕННЫ ДЛЯ 3G МОДЕМОВ

   На тему дополнительных внешних антенн для сетей 3G есть много противоречивой информации на различных сайтах. Имеется в виду как конструкция самих антенн, так и размеры ее составных элементов. Я и сам столкнулся с такой проблемой, как крайне неудовлетворительное качество работы 3G модема и низкая скорость соединения при удаленности от ближайшей антенны сотового оператора. Поэтому пришлось перепробовать множество различных вариантов, предлагаемых, в частности, в интернете. Варианты с выносом самого модема «на улицу» при помощи USB удлинителя отпали сразу. Во-первых, при большой длине такого удлинителя модем может просто не работать (падение напряжения питания, некачественные провода и экранирование), а во-вторых – модем в принципе не предназначен для работы в уличных условиях. Влага и перепады температур вряд ли позволять ему работать нормально долгое время. Поэтому стояла задача найти приемлемый комнатный вариант направленной антенны и, судя по многочисленным положительным отзывам, таким вариантом может являться «зигзаг Харченко» (или «Би-квадрат»)... 

   Вариантов изготовления такой антенны множество, в том числе и на зарубежных сайтах. Конструкция и размеры при этом отличаются, так что пришлось сделать более десятка различных предлагаемых вариантов, чтобы найти наиболее приемлемый и реально действующий на практике.

   Есть специальные программы для расчета 3G антенн, можно воспользоваться ими, но в данном случае размеры антенны можно легко подсчитать, зная нужную нам рабочую частоту – 2100 МГц (для 3G сигнала). Рассчитываем длину волны, для этого нужно разделить скорость распространения радиоволн (300000 км/сек) на частоту: 300000 / 2100000 = 0, 143 м. Периметр рамки должен быть равен длине волны, то есть 143 мм, тогда сторона квадрата будет составлять : 143 / 4 = 35,75 мм. Во многих же источниках даны совершенно разные длины сторон - от 27 до 53 мм… Очевидно, что такие антенны рассчитаны уже на другой диапазон частот (GSM или Wi-Fi или вообще неведомые мне) и хорошо работать будут только в этом диапазоне. Для случая с 3G сигналом антенна будет выглядеть так:

   Для ее изготовления потребуется медный провод диаметром 2,5…4 мм (можно использовать алюминиевый или стальной, но их сложно паять, а стальной еще и изгибать). Провод нужного диаметра можно взять, например, из силового кабеля NUM 3х2,5 (2х2,5) или подобного. Периметр каждого квадрата равен длине волны – 143 мм. Поскольку антенна у нас состоит из двух квадратов, то понадобится отрезок провода, равный 2 х143 мм = 286 мм. 

   Коэффициент усиления антенны примерно 6 дБ. При ее изготовлении все размеры нужно соблюдать как можно точнее, от качества ее изготовления сильно зависит и качество работы. Следует заметить, что любая антенна (без усилителя) не усиливает сигнал как таковой, а выделяет его на фоне других сигналов и различных помех (если антенна не широкополосная). За счет этого мы и получаем нужный нам сигнал, уровень которого гораздо выше уровня помех. Поэтому соблюдение размеров антенны важно. Чтобы увеличить усиление до 9 дБ, можно применить рефлектор – металлическую пластину размерами на 10 % больше площади антенны (в разных источниках приводятся разные размеры рефлекторов. На практике увеличение размеров рефлектора не критично, то есть он может быть больше).

   Рефлектор можно сделать из любой металлической пластины или даже из сетки/решетки с некрупными ячейками. Можно также взять, например, фанеру или толстый картон и наклеить на него фольгу. Расстояние от рефлектора до антенны тоже важно, от этого зависит, например, входное сопротивление. Теоретически (из разных источников) это расстояние должно составлять четверть длины волны, в нашем случае: 143 / 4 = 35,75 мм. Но моя антенна, например, лучше работает при расстоянии 18 мм (это получается 1/8 длины волны). Видимо так она лучше согласуется по сопротивлению с используемым мною соединительным кабелем (обычный «совдеповский»телевизионный антенный кабель). 

   Немного о кабелях. Они бывают, во-первых, разного качества, во-вторых – волновое сопротивление может быть 50 или 75 Ом, это нужно учитывать. Сопротивление беспроводных модемов, насколько мне известно, равно 75 Ом. Поэтому лучше, конечно, использовать 75-омный кабель. Судя по многочисленным рекомендациям, лучше использовать кабель марки 10D-FB, 8D-FB, 5D-FB (в порядке ухудшения качества) из-за малых затуханий. Похуже кабель RG-8X, RG-6. Поэтому при большой длине кабеля выбирайте более качественный вариант, иначе можно потерять все то «усиление», которое получим от самодельной 3G антенны. Предлагаю делать вариант антенны с возможностью изменять расстояние от антенны до рефлектора и подбирать оптимальное расстояние при настройке. Для этого берем отрезок медной трубки подходящего диаметра (туда должен входить наш кабель), можно взять от телескопической антенны для приемников/телевизоров:

   В пластине рефлектора сверлим отверстие в центре, чтобы туда плотно входила эта трубка. Она не должна свободно болтаться, тогда ее можно не припаивать к рефлектору и при настройке сдвигать, регулируя расстояние до плоскости антенны.

   Сквозь эту трубку пропускаем кабель, конец которого очищен от изоляции и экрана:

   Вставляем трубку с кабелем в отверстие рефлектора и припаиваем антенну:

   В разных источниках присутствует и разная информация о том, должен ли быть контакт трубки с рефлектором, или же ее надо изолировать. Пробовал делать и так, и этак – разницы никакой нет. При точно выдержанных размерах и правильно установленном расстоянии от рефлектора до антенны все работает нормально.

   Плоскость 3G антенны должна быть строго параллельна плоскости рефлектора. Таким образом мы получим конструкцию, которая позволить нам двигать трубку, увеличивая или уменьшая расстояние от антенны до рефлектора. Вес антенны небольшой и в принципе она нормально держится на пайке. Но для большей прочности после настройки лучше все же использовать «подкладки» из диэлектрика (пластик, кусочки текстолита и др.) по краям антенны, как показано на фото ниже:

   Потому что даже небольшой перекос и не параллельность могут сильно снизить уровень сигнала. Кабель лучше всего припаять напрямую к антенне, но можно сделать и разъемную конструкцию, закрепив ВЧ разъем на обратной стороне рефлектора или на небольшом отрезке кабеля:

   В своём варианте использовал антенный разъем от ДМВ блока телевизора, но для таких частот конечно лучше применить специальные ВЧ разъемы, как на фото ниже:

   Ну и теперь соединяем антенну с модемом. Если на вашем модеме есть внешнее антенное гнездо, то вам повезло) и нужно только купить соответствующий ответный разъем и подпаять его к кабелю. Если же антенного разъема нет, как, например, у меня, то нужно сделать своеобразный адаптер, который просто надевается на модем снаружи и передает сигнал на встроенную антенну модема методом переизлучения. На одном из сайтов недавно видел такую вот конструкцию :

- из медной фольги вырезаем полосу шириной 45 мм, обворачиваем ею модем и запаиваем концы. Получается «кольцо» высотой 45 мм, которое плотно надевается на модем. Припаиваем к нему центральный проводник кабеля. Затем вырезаем из такой же фольги полосу длиной 76 мм и шириной 27 мм, изгибаем в виде «полукольца» и припаиваем его к оплетке (экрану) кабеля (все размеры даю такие, как видел на сайте, не помню что за сайт был. И исходя из чего они рассчитывались не знаю, там не было это описано к сожалению). Получается в результате нечто подобное:

   Вся эта конструкция может сниматься/надеваться на модем и перемещаться по самому модему.

   Это нужно для того, чтобы найти оптимальное положение на модеме когда связь между внутренней антенной модема и эти адаптером окажется оптимальной. В модемах МТС, например, внутренняя антенна расположена рядом с USB разъемом, поэтому адаптер на фото сдвинут к этому краю. В модемах Мегафон и Билайн наоборот – антенна с другого конца, поэтому надо сдвигать туда. Честно говоря, есть способ проще – просто обмотать оголенную центральную жилу кабеля вокруг модема в районе его антенны несколькими витками:

- количество витков 2 – 5, подбирается экспериментально, по максимальному уровню сигнала.

   Теперь можно воткнуть модем в разъем компа и настраивать антенну. Расположить ее надо у окна или напротив него в направлении на ближайшую к вам передающую вышку. У меня, например, прямое направление на вышку закрыто стоящим напротив домом, поэтому направил антенну не на вышку, а между домами и поймал таким образом отраженный сигнал:

- такой сигнал конечно значительно слабее чем если был бы прямой, тем не менее этого достаточно для значительного улучшения работы модема! Если, например, вынести антенну и поднять, скажем, на крышу, то понадобится метров 15 кабеля и потери в нем тоже будут не маленькие. Поэтому такой вариант меня лично вполне устраивает.

   Расположив антенну отрегулируйте расстояние от антенну до рефлектора, сдвигая трубку. Ориентироваться надо по уровню сигнала и для этого лучше использовать специальные программы, например программу «MDMA» (можно скачать в интернете), где есть шкала уровня сигнала в децибелах. Ориентироваться можно и в стандартной программе-коннекте для вашего модема по уровню антенны, но это не очень удобно, потому что там какая то запоздалая реакция – вы поворачиваете антенну чтобы поймать максимальный сигнал, а программа реагирует на это с запозданием в несколько секунд. Помимо программы MDMA есть и другие подобные, но, например с моим модемом они работать почему то не хотят (модем МТС MF-192+). Поэтому при настройке ориентировался все же по количеству антенных «палок». При этом вовсе не обязательно, чтобы уровень сигнала составил полную шкалу палок! В моем случае без антенны сигнал не ловился вообще, или же появлялся кратковременно на пару минут и связь затем уходила в режим EDGE/GPRS, где сигнал более сильный. С антенной уровень сигнала тоже «не зашкаливает» конечно, учитывая что сигнал ловлю все-таки отраженный, а не прямой. На значке антенны две «палки», иногда три, в зависимости от погодных условий. Иногда даже падает до одной, однако при этом связь всегда устойчива и скорость выше, чем без антенны в десятки раз! Чтобы не быть голословным, приведу скриншоты с уровнями сигнала без антенны и с антеннами разных конструкций, которые испытывал (фото всех вариантов антенн есть в начале статьи).

ИСПЫТАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ АНТЕНН ДЛЯ 3G

1. С антенной «би-квадрат», где размер стороны ромба 53 мм:

2. С антенной «двойной би-квадрат» (где 4 ромба) и размер стороны ромба 35 мм:

3. С антенной «тройной би-квадрат» (где 6 ромбов) и размер стороны ромба 35 мм:

4. С антенной «би-квадрат», где размер стороны ромба 35,75 мм (та, изготовление которой и описано в данной статье):

   В «родной» программе коннект-менеджера МТС это выглядит так:

   Без антенны скорость соединения была на уровне 30 – 70 кбит/сек. Так что разница очевидна. Вовсе не стану утверждать, что другие антенны, которые я испытывал, менее эффективны чем эта. Скорее всего там были даны размеры не для сигнала 3G, а для других сигналов – GPRS, Wi-Fi… Хотя в описаниях к ним и указывалось, что это конструкции именно для 3 G. В условиях приема прямого, а не отраженного, как у меня, сигнала, возможно они работали бы лучше. Но все равно расчеты показывают, что там какой-то другой диапазон частот. Наибольший коэффициент усиления можно получить при стороне ромба, равной длине волны, умноженной на коэффициент 0,375 (143 мм х 0,375 = 53,6 мм). Но у меня почему-то такая антенна работала хуже (см. 1.скриншот). Также есть рекомендации «сжать» ромбы по ширине до угла 120о, это уменьшит внутреннее сопротивление антенны и будет лучшее согласование с 75-омным кабелем:

   Есть еще варианты изготовления такой антенны с кольцами вместо ромбов (из такого же отрезка провода выгибаются два кольца). Этот вариант не пробовал и сказать поэтому ничего не могу. Пока остановился на варианте, который здесь описал. Да, еще один момент – в зависимости от поляризации принимаемого сигнала антенну нужно располагать соответственно – горизонтально или вертикально. У меня она стоит горизонтально. Кроме того, такую антенну можно расположить в фокусе антенны-тарелки (рефлектором от тарелки), что значительно увеличит качество сигнала. В этой статье предоставил вам всю имеющуюся у меня на данный момент информацию. С вами был Барышев Андрей.

   Форум по антеннам

   Схемы для компьютеров

elwo.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о