Полезные радиосхемы: / / Radiofans Circuits

Содержание

Самодельные схемы для дома и дачи, электроника и автоматика


Переключатель комбинаций свечения RGB светодиодной ленты, дистанционное ИК управление

Здесь приведена схема простого дистанционного переключателя ИК лучах для RGB-светодиодной ленты. Его особенность в том, что для управления можно использовать любой пульт дистанционного управления от телевизора. При этом, можно переключать 8 цветов ленты, включая черный (выключено) и белый. Управление может …

1 76 1

Регулятор мощности для нагрузки постоянного тока (до 100А, 5-15В)

При различных экспериментах с электроприводами, применяющимися в автомобилях, скутерах, электрических велосипедах, при их ремонте и испытании, а так же, с низковольтными осветительными и нагревательными приборами, может потребоваться мощный регулятор мощности, работающий на широтно-импульсном …

1 120 0

Схема устройства блокировки для сдвижных ворот или шлагбаума

Конструкции сдвижных ворот у многих самые разные, от управляемых вручную при помощи пульта до автоматических. Но, иногда в этой системе может возникнуть сбой, и, если автомобиль долго стоит в проезде, ворота либо шлагбаум могут закрыться и повредить немного этот автомобиль. Здесь приводится схема …

0 50 0

Простой переключатель семи цветов для RGB-светодиодной ленты (кнопки, диоды, MOSFET)

Светодиодные ленты, сейчас, это очень популярный способ исполнения освещения или оформления. Трехцветные (RGB) светодиодные ленты позволяют путем переключения, а в более сложных системах, и изменения интенсивности свечения, получать огромное количество цветов …

1 156 0

Используем радиоуправление от люстр для управления светодиодными лентами

В продаже во многих магазинах, а так же на различных сайтах, в том числе, и на посылторге Али, бывают очень недорогие радио-переключатели для люстр. Называются они обычно довольно длинно, вот так: «Manual Remote Control Four-woy dudl control switch». Устройство состоит из пульта …

0 7 0

Переключатель ламп освещения с инфракрасным и квазисенсорным управлением

Это устройство представляет собой электронный переключатель двух групп ламп осветительного прибора, например, люстры или другой нагрузки. Переключателем можно управлять двумя способами, — при помощи простого однокнопочного пульта дистанционного управления и при помощи кнопки без фиксации. Одно …

1 14 0

Самодельный сигнализатор для для офиса или магазина, вызова сотрудника

В некоторых маленьких магазинах или офисах, предприятиях обслуживания, совсем не обязательно продавцу постоянно находиться у прилавка, в торговом помещении. Если это очень малое предприятие, или предприниматель, то весь «персонал» вполне может состоять и из одного человека, который …

0 14 0

Освещение в гараже на светодиодной ленте с таймером

Выключатель предназначен для управления светильником в гараже. Ведь гараж, — это то место, где свет обычно включают не надолго, но часто надолго забывают его выключить. Управление — двумя кнопками «Вкл.» и «Вык.». Светильник выполнен из светодиодной ленты ULS-Q921 длиной …

0 19 0

Как сделать стробоскоп на светодиодной ленте, схема

Для украшения различных мероприятий применяют стробоскопические светильники, которые создают короткие и яркие вспышки света. Сейчас повсеместно применяются в качестве элементов освещения и оформления светодиодные ленты, вот и здесь приводится схема стробоскопического светильника на основе …

1 10 0

Фотореле, реагирующее на луч лазерной указки

Появилось желание сделать дистанционный выключатель, использующий в качестве пульта лазерную указку. Эта тема уже рассматривалась в разной радиолюбительской литературе, причем, неоднократно. Так что материал для изучения был достаточный. Интересно то, что во всех статьях на эту тему, что были …

0 8 0

1 2  3  4  5  … 43 

Радиодетали, электронные блоки и игрушки из китая:

Электрические схемы принципиальные | Полезные схемы | Микросхема

Электрические схемы

Раздел по традиции посвящён всем тем принципиальным электрическим схемам и конструкциям устройств, которые не подходят по назначению ни в один другой. Думаю, он будет самый объёмный. Радиолюбительское творчество и конструирование не ограничивается только связью, усилителями, охранными устройствами. В нём есть место различным полезным и интересным приборам, аппаратам и их электрическим схемам, которые можно перечислять до бесконечности. Назовём лишь некоторые для осведомления и введения в раздел полезных принципиальных схем.

Взять, хотя бы, те же блоки питания (основные источники тока и напряжения) и стабилизаторы напряжения (вспомогательные устройства). Без них вообще немыслимы радиолюбительство, радиотехника. Почему? Всё просто. Любые электрические схемы требуют подпитки, т.к. подчиняются фундаментальным физическим законам сохранения, поэтому наличие этих приборов является неотъемлемым компонентом радиолюбительского конструирования. Мы ведь кушаем, вот и все электрические схемы хотят “кушать”!

Конструкций источников питания тоже существует великое множество. Здесь есть из чего выбрать. У нас приведено несколько принципиальных схем с разными значениями выходного напряжения и силы тока. Преобразователь напряжения тоже полезное устройство. Широко применяется в системах автономного питания или в ИБП. Например, если у Вас есть ПК, то, возможно, есть и источник бесперебойного питания. Вот в нём и стоит преобразователь напряжения с 12…14 В до 220 В. Правда, его электрическая схема будет посложнее, чем представленные на сайте. Современные стационарные системы охраны все оснащены преобразователями. Применение таким устройствам можно найти самое разное. Как говорится, “голь на выдумки хитра”. Так что несколькими схемами преобразователей напряжения мы Вас порадуем.

Что есть электрическая схема?

Что касается такого понятия как электрическая схема, всем, думаем, известно, что это графическое изображение (чертеж) в виде общепринятых условных обозначений входящих в неё электронных компонентов, действующих при помощи электрической энергии, и их взаимосвязи. Электрические схемы входят в комплект конструкторской документации и регламентируются стандартами ЕСКД. Правила выполнения всех типов электрических схем установлены ГОСТ 2.702-75, при выполнении принципиальных схем цифровой вычислительной техники руководствуются ГОСТ 2.708-81. В зарубежных странах на принципиальные электрические схемы приняты стандарты IEC, DIN и ANSI и другие национальные стандарты, но на практике у производителей очень часто используются корпоративные стандарты, однако этот чертёж не учитывает габаритных размеров и расположения деталей устройства.

В настоящее время ведущей отраслью радиотехники и электроники стала микроэлектроника. В связи с этим популярными стали чертежи, показывающие расположение компонентов изображённого объекта, а именно, микрокристалла интегральных микросхем. Это так называемые топологические электрические схемы.

Для начала, пожалуй, хватит. Да и не перечислить всего. Напомню, что если у Вас есть электрическая схема какого-то интересного устройства, регистрируйтесь и публикуйте. Раздел будет развиваться с Вашей помощью, уважаемые радиолюбители. Если хотите посоветоваться, задать вопрос по той или иной конструкции, обсудить или поделиться опытом, пишите в комментариях. Всем радиолюбителям будет интересно узнать что-то новое, поучиться на радиотехническом опыте. Учиться никогда не поздно!


Ниже приведены ссылки на различные радиолюбительские электрические схемы устройств. В массе своей они содержат полное описание схемы, входящих радиодеталей, различных настроек и замеров основных параметров (например, силы тока и напряжения) на разных участках цепи и между элементами. Для некоторых представлено только краткое описание, содержащее ссылку на скачивание всего документа в одном архиве, где, в свою очередь, содержится уже полное описание конструкции, печатной платы и электрической схемы. Архивы имеют расширение *.rar и доступны для скачивания.

Примечание: эта мера введена из-за того, что многие запакованные материалы являются целыми пособиями. Подразумевается, что Вам будет удобнее скачать на жесткий диск и просматривать уже локально, нежели листать страницу за страницей онлайн.


РАДИОСХЕМЫ





Варианты выполнения гальванической развязки USB порта. Современные микросхемы для емкостной, оптической и электромагнитной развязки.

16.07.2021 Прочитали: 621

Изучение принципа действия и параметров кварцевого генератора, выбор КГ для различных устройств.

13.07.2021 Прочитали: 897

Медицинские устройства для контроля параметров здоровья человека. Примеры современных микросхем снятия и обработки сигналов тела.

05.07.2021 Прочитали: 857

Изучим разные типы датчиков приближения и объекты, которые они могут обнаруживать.

04.07.2021 Прочитали: 1090



Сайт простые интересные радиосхемы, посвящён как профессионалам, занимающимся проектированием и сборкой сложных электронных цифровых устройств, так и радиолюбителям новичкам, делающим первые шаги в электронике, старающимся понять принцип действия радиодеталей — транзисторов, микросхем, pic и avr контроллеров. На сайте размещаются только проверенные радиосхемы простых светодиодных эффектов, сигнализаций и блоков питания. Большой раздел содержит описание металлоискателей всех популярных самодельных моделей — Терминатор, Tracker PI-2, Шанс и конечно же знаменитый volksturm, со сборки которого начинается путь многих радиолюбителей, специализирующихся на сборке аппаратуры для кладоискательства. Для начинающих шпионов мы собрали большую коллекцию проверенных схем жучков и радиомикрофонов — на транзисторах и специализированных микросхемах. Все схемы снабжены рисунками печатных плат и подробным описанием настройки передатчика.

Следует помнить, что мощный ФМ жучек может создавать помехи вещательным FM радиостанциям, поэтому старайтесь чтить законодательство. Актуальной проблемой на сегодняшний день является вопрос выбора и эксплуатации зарядных устройств. Сейчас практически любая электронная переносная аппаратура, в том числе и мобильные устройства, имеет аккумуляторное питание. При этом типы, вольтаж и другие параметры АКБ могут сильно отличаться. Поэтому сборка самодельного универсального зарядного устройства будет вполне оправдана, особенно в случае поломки редкого штатного, не встречающегося в продаже.

В наш век научно технического прогресса, когда развитие электроники и радиотехники всё более миниатюризируется, обязательным будет освоение работы с микроконтроллерами популярных серий pic и avr. На МК ATmega можно создать небольшие и очень функциональные приборы, которые имели бы габариты в 10 раз больше, если сделать их на транзисторах и обычных цифровых микросхемах. Простые программаторы, основы прошивки микроконтроллеров и интересные схемы на pic16f84 — всё это есть на сайте радиосхемы. Несмотря на большое количество других радиотехнических ресурсов для начинающих — радиокот, паяльник, радиолоцман, мы стараемся наиболее качественно и быстро знакомить вас с полезными схемами и новинками радиотехники. Прогресс не стоит на месте, и вот уже такая традиционная сфера, как освещение, стало меняться и усовершенствоваться с каждым годом. За каких-то неполных 10 лет, лампа накаливания претерпела эволюцию сначала в люминесцентную, а потом и светодиодную. Как выбрать или сделать самому светодиодную лампочку, светильник или фонарик — смотрите в разделе светодиоды. А если у вас возникнет вопрос по поиску нужной принципиальной схемы или настройке работы устройства, собранного своими руками — обращайтесь на форум, где наши модераторы быстро и профессионально проконсультируют вас по любым радиолюбительским вопросам.


Радиофорумы



Схемы для дома, электронника своими руками в дом

Подробности

       

     Контроллер управления поливом является основной частью системы автоматического полива. Функция контроллера автоматического полива заключается в определении периодичности, начала времени полива и продолжительности полива индивидуально для каждого электромагнитного клапана. Контроллер управления поливом требует индивидуальных настроек длительности и периодичности для разных типов растений.

Подробнее…

Подробности

   

    Пока по миру ходит всем известный новомодный Коронавирус. 

Почему бы не позаботится о воздухе в помещении,но учитывая цену на воздухоочистители,и заводские бактерицидные лампы,мы сделаем кварцевую лампу из лампа ДРЛ своими руками.

Подробнее…

Подробности

        Итак. Жизнь сложилась так, что у меня есть домик в деревне с газовым отоплением. Жить там постоянно не получается. Домик используется как дача. Пару зим тупо оставлял включенным котел с минимальной температурой теплоносителя.
Но тут два минуса.
1. Счета за газ просто астрономические.
2. Если возникает необходимость приехать в дом среди зимы, температура в доме в районе 12 град.
Поэтому надо было что-то выдумывать.
Сразу уточню. Наличие точки доступа WI-FI в зоне действия реле обязательно. Но, думаю, если заморочиться, можно положить рядом с датчиком подключенный мобильник, и раздавать сигнал с телефона.

Подробнее…

Подробности

Схема подключение датчика движения своими руками

 

       Бывает что нужно установить на даче,или в доме освещение которое будет срабатывать при движение или человека или еще кого либо.

           С этой функцией хорошо справиться датчик движения, который и был заказан мной с Aliexpress. Ссылка на который будет внизу. Подключив свет через датчик движения, при прохождении человека через его поле видения, свет включается, горит 1 минуту. и снова выключается.

   В данной статье рассказываю, как же подключить такой датчик, если у него не 3 контакта, а 4 как у этого.

Подробнее…

Подробности

   Когда нужно получить 12 Вольт для светодиодной ленты, или еще для каких то целей, есть вариант сделать такой блок питания из энергосберегающей лампочки своими руками.

Подробнее…

Подробности

  

    Данный регулятор позволяет плавно регулировать переменным резистором скорость вращения вентилятора.

Схема регулятора скорости напольного вентилятора вышла простейшей. Чтобы влезть в корпус от старой зарядки телефона Nokia. Туда же влезли клеммы от обычной электро розетки.

Монтаж довольно плотный, но это было обусловлено размерами корпуса..

Подробнее…

Подробности

Освещение для растений своими руками

 

    Бывает проблема в недостатке освещения растений, цветов или рассады,и возникает необходимость в искусственном свете для них,и вот такой свет мы сможем обеспечить на светодиодах своими руками.

Подробнее…

Подробности

 

Всё началось с того,что после того как я установил дома галогенные лампы на освещение. При включении которые не редко перегорали. Иногда даже 1 лампочка в день. Поэтому и решил сделать плавное включение освещения на основе регулятора яркости своими руками,и прилагаю схему регулятора яркости.

Подробнее…

Подробности

Термостат для холодильника своими руками

 

Всё началось с того, что вернувшись с работы и открыв холодильник обнаружил там тепло. Поворот регулятора термостата не помог — холод не появлялся. Поэтому решил не покупать новый блок, который к тому же редкий, а сам сделать электронный термостат на ATtiny85. С оригинальным термостатом разница в том, что датчик температуры лежит на полке, а не спрятан в стенке. Кроме того, появились 2 светодиода — они сигнализируют что агрегат включен или температура выше верхнего порога.

 

Подробнее…

Подробности

Датчик влажности почвы своими руками

 

Данное устройство можно использовать для автоматического полива в теплицах, цветочных оранжереях, клумбах и комнатных растениях. Ниже представлена схема, по который можно изготовить простейший датчик (детектор) влажности (или сухости) почвы своими руками. При высыхании почвы,подается напряжение,силой тока до 90мА,чего вполне хватит,включить реле.

Так же подойдет,для автоматического включения капельного полива,что бы избежать избытка влаги.

 

Подробнее…

Электронные самоделки

Раз уж Вы решили стать электриком-самоучкой, то наверняка через небольшой промежуток времени Вам захочется сделать какой-нибудь полезный электроприбор для дома, автомобиля либо дачи своими руками. Одновременно с этим самоделки могут пригодиться не только в быту, но и изготовлены на продажу, к примеру, самодельное зарядное устройство для аккумулятора. На самом деле процесс сборки простых устройств в домашних условиях не представляет ничего сложного. Нужно всего лишь уметь читать схемы и пользоваться инструментом для радиолюбителей.

Что касается первого момента, то перед тем, как приступать к изготовлению электронных самоделок своими руками, Вам нужно научиться читать электросхемы. В этом случае хорошим помощником будет наш краткий обзор всех условных обозначений на электрических схемах.

Из инструментов для начинающих электриков Вам пригодится паяльник, набор отверток, плоскогубцы и мультиметр. Для сборки некоторых популярных электроприборов может понадобиться даже сварочный аппарат, но это редкий случай. Кстати, в этом разделе сайта мы рассказали даже, как сделать простой паяльник своими руками и тот же сварочный аппарат.

Отдельное внимание нужно уделить подручных материалам, из которых каждый электрик новичок сможет сделать элементарные электронные самоделки своими руками. Чаще всего в изготовлении простых и полезных электроприборов используются старые отечественные детали: трансформаторы, усилители, провода и т.д. В большинстве случаев начинающим радиолюбителям и электрикам достаточно поискать все нужные средства в гараже либо сарае на даче.

Когда все будет готово – инструменты собраны, запчасти подысканы и минимальные знания получены, можно переходить к сборке любительских электронных самоделок в домашних условиях. Тут-то как раз, наш небольшой справочник Вам и поможет. Каждая предоставленная инструкция включает в себя не только подробное описание каждого из этапов создания электроприборов, но и сопровождается фото примерами, схемами, а также видео уроками, в которых наглядно показывается весь процесс изготовления. Если же Вы какой-то момент не поняли, то можете уточнить его под записью в комментариях. Наши специалисты постараются своевременно проконсультировать Вас!

Напоследок хотелось бы отметить – если Вы знаете, как создать какой-нибудь интересный электроприбор своими руками, и желаете поделиться опытом, можете отправить собственную инструкцию нам на почту через форму Обратной связи. В свою очередь, мы обещаем сохранить авторство за Вами, чтобы остальные посетители знали, чья это электронная самоделка!

Радиосхемы. — Электроника в быту

Радиотехника начинающим
перейти в раздел

Букварь телемастера
перейти в раздел

Основы спутникового телевидения
перейти в раздел

Каталог схем
перейти в раздел

Литература
перейти в раздел

Статьи
перейти в раздел

Схемы телевизоров
перейти в раздел

Файловое хранилище
перейти в раздел

Доска объявлений
перейти в раздел

Радиодетали и
ремонт в Вашем городе
перейти в раздел

ФОРУМ
перейти в раздел

Справочные материалы
Справочная литература
Микросхемы
Прочее

Простые и полезные схемы. Радиолюбительские схемы. Оформление готовой конструкции

Сделать своими руками простейшие электронные схемы для использования в быту можно, даже не имея глубоких познаний в электронике. На самом деле на бытовом уровне радио – это очень просто. Знания элементарных законов электротехники (Ома, Кирхгофа), общих принципов работы полупроводниковых устройств, навыков чтения схем, умения работать с электрическим паяльником вполне достаточно, чтобы собрать простейшую схему.

Мастерская радиолюбителя

Какой сложности схему ни пришлось бы выполнять, необходимо иметь минимальный набор материалов и инструментов в своей домашней мастерской:

  • Бокорезы;
  • Пинцет;
  • Припой;
  • Флюс;
  • Монтажные платы;
  • Тестер или мультиметр;
  • Материалы и инструменты для изготовления корпуса прибора.

Не следует приобретать для начала дорогие профессиональные инструменты и приборы. Дорогая паяльная станция или цифровой осциллограф мало помогут начинающему радиолюбителю. В начале творческого пути вполне достаточно простейших приборов, на которых и нужно оттачивать опыт и мастерство.

С чего начинать

Радиосхемы своими руками для дома должны по сложности не превышать того уровня, каким Вы владеете, иначе это будет означать лишь потраченное время и материалы. При недостатке опыта лучше ограничиться простейшими схемами, а по мере накопления навыков усовершенствовать их, заменяя более сложными.

Обычно большинство литературы из области электроника для начинающих радиолюбителей приводит классический пример изготовления простейших приемников. Особенно это относится к классической старой литературе, в которой нет столько принципиальных ошибок по сравнению с современной.

Обратите внимание! Данные схемы были рассчитаны на огромные мощности передающих радиостанций в прошлое время. Сегодня передающие центры используют меньшую мощность для передачи и стараются уйти в диапазон более коротких волн. Не стоит тратить время на попытки сделать рабочий радиоприемник при помощи простейшей схемы.

Радиосхемы для начинающих должны иметь в своем составе максимум пару-тройку активных элементов – транзисторов. Так будет легче разобраться в работе схемы и повысить уровень знаний.

Что можно сделать

Что можно сделать, чтобы и было несложно, и можно было использовать на практике в домашних условиях? Вариантов может быть множество:

  • Квартирный звонок;
  • Переключатель елочных гирлянд;
  • Подсветка для моддинга системного блока компьютера.

Важно! Не следует конструировать устройства, работающие от бытовой сети переменного тока, пока нет достаточного опыта. Это опасно и для жизни, и для окружающих.

Довольно несложные схемы имеют усилители для компьютерных колонок, выполненные на специализированных интегральных микросхемах. Устройства, собранные на их основе, содержат минимальное количество элементов и практически не требуют регулировки.

Часто можно встретить схемы, которые нуждаются в элементарных переделках, усовершенствованиях, которые упрощают изготовление и настройку. Но это должен делать опытный мастер с тем расчетом, чтобы итоговый вариант был более доступен новичку.

На чем выполнять конструкцию

Большинство литературы рекомендует выполнять конструирование простых схем на монтажных платах. В настоящее время с этим совсем просто. Существует большое разнообразие монтажных плат с различными конфигурациями посадочных отверстий и печатных дорожек.

Принцип монтажа заключается в том, что детали устанавливаются на плату в свободные места, а затем нужные выводы соединяются между собой перемычками, как указано на принципиальной схеме.

При должной аккуратности такая плата может послужить основой для множества схем. Мощность паяльника для пайки не должна превышать 25 Вт, тогда риск перегреть радиоэлементы и печатные проводники будет сведен к минимуму.

Припой должен быть легкоплавким, типа ПОС-60, а в качестве флюса лучше всего использовать чистую сосновую канифоль или ее раствор в этиловом спирте.

Радиолюбители высокой квалификации могут сами разработать рисунок печатной платы и выполнить его на фольгированном материале, на котором затем паять радиоэлементы. Разработанная таким образом конструкция будет иметь оптимальные габариты.

Оформление готовой конструкции

Глядя на творения начинающих и опытных мастеров, можно придти к выводу, что сборка и регулировка устройства не всегда являются самым сложным в процессе конструирования. Порой правильно работающее устройство так и остается набором деталей с припаянными проводами, не закрытое никаким корпусом. В настоящее время уже можно не озадачиваться изготовлением корпуса, потому что в продаже можно встретить всевозможные наборы корпусов любых конфигураций и габаритов.

Перед тем, как начинать изготовление понравившейся конструкции, следует полностью продумать все этапы выполнения работы: от наличия инструментов и всех радиоэлементов до варианта выполнения корпуса. Совсем неинтересно будет, если в процессе работы выясниться, что не хватает одного из резисторов, а вариантов замены нет. Работу лучше выполнять под руководством опытного радиолюбителя, а, в крайнем случае, периодически контролировать процесс изготовления на каждом из этапов.

Видео

С каждым днем становится все больше и больше, появляется много новых статей, то новым посетителям довольно сложно сразу сориентироваться и пересмотреть за раз все уже написанное и ранее размещенное.

Мне же очень хочется обратить внимание всех посетителей на отдельные статьи, которые были размещены на сайте ранее. Для того что бы не пришлось долго искать нужную информацию я сделаю несколько «входных страниц» со ссылками на наиболее интересные и полезные статьи по отдельным темам.

Первую такую страничку назовем «Полезные электронные самоделки». Здесь рассматриваются простые электронные схемы, которые доступны для реализации людям любого уровня подготовки. Схемы построены с использованием современной электронной базы.

Вся информация в статьях изложена в очень доступной форме и в объеме, необходимом для практической работы. Естественно, что для реализации таких схем нужно разбираться хотя бы в азах электроники.

Итак, подборка наиболее интересных статей сайта по тематике «Полезные электронные самоделки» . Автор статей — Борис Аладышкин.

Современная элементная база электроники значительно упрощает схемотехнику. Даже обычный сумеречный выключатель теперь можно собрать всего из трех детелей.

В статье описывается простая и надежная схема управления электронасосом. Несмотря на предельную простоту схемы устройство может работать в двух режимах: водоподъем и дренаж.

В статье приведены несколько схем аппаратов для точечной сварки.

С помощью описываемой конструкции можно определить работает или нет механизм, расположенный в другом помещении или здании. Информацией о работе является вибрация самого механизма.

Рассказ о том, что такое трансформатор безопасности, для чего он нужен и как его можно изготовить самостоятельно.

Описание простого устройства, отключающего нагрузку в случае выхода сетевого напряжения за допустимые пределы.

В статье рассмотрена схема простого терморегулятора с использованием регулируемого стабилитрона TL431.

Статья о том, как сделать устройство плавного включения ламп с помощью микросхемы КР1182ПМ1.

Иногда при пониженном напряжении в сети или пайке массивных деталей пользоваться паяльником становится просто невозможно. Вот тут на помощь и может придти повышающий регулятор мощности для паяльника.

Статья о том, чем можно заменить механический терморегулятор масляного отопительного радиатора.

Описание простой и надежной схемы терморегулятора для системы отопления.

В статье дается описание схемы преобразователя выполненного на современной элементной базе, содержащего минимальное количество деталей и позволяющего получить в нагрузке значительную мощность.

Статья о различных способах подключения нагрузки к блоку управления на микросхемах с помощью реле и тиристоров.

Описание простой схемы управления светодиодными гирляндами.

Конструкция простого таймера, позволяющего включать и выключать нагрузку, через заданные интервалы времени. Время работы и время паузы друг от друга не зависят.

Описание схемы и принципа действия простого аварийного светильника на основе энергосберегающей лампы.

Подробный рассказ о популярной «лазерно-утюжной» технологии изготовления печатных плат, её особенностях и нюансах.

В наше время существует огромный выбор инструментов и приборов для занятий радиоэлектроникой: паяльные станции, стабилизированные лабораторные источники питания, гравировальные наборы (для сверления плат и обработки конструкционных материалов), инструмент для зачистки и обработки проводов и кабелей и так далее. И все это оборудование стоит немалых денег. Возникает резонный вопрос — сможет ли начинающий радиолюбитель преобрести весь этот арсенал оборудования? Ответ очевиден, тем более для некоторых людей, увлекающихся электроникой по случаю (для единичного изготовления каких-то полезных приспособлений для бытовых целей), покупка такого количества инструмента не требуется. Выход из создавшегося положения довольно прост — изготовить необходимый инструмент собственными руками. Данные самоделки послужат временной (а для кого-то и постоянной) альтернативой заводскому оборудованию.
Итак, приступим. Основой нашего устройства служит сетевой понижающий трансформатор от любого отслужившего свой срок радиоэлектронного устройства (телевизор, магнитофон, стационарный радиоприемник и т.д.). Так же могут пригодится сетевой шнур, колодка предохранителей и выключатель питания.

Далее необходимо снабдить наш блок питания регулируемым стабилизатором напряжения. Так как конструкция расчитана на повторение начинающими радиолюбителями, самым рациональным, по моему мнению, будет применение интегрального стабилизатора на микросхеме типа LM317T (К142ЕН12А). На основе данной микросхемы мы соберем регулируемый стабилизатор напряжения от 1,2 до 30 вольт с полным током нагрузки до 1,5 ампер и защитой от перегрузки по току и превышению температуры. Принципиальная схема стабилизатора представлена на рисунке.

Собрать схему стабилизатора можно на куске нефольгированного стеклогетинакса (или электрокартона) навесным монтажем или на макетной плате — схема настолько проста, что даже не требует печатной платы.

На выход стабилизатора можно подключить (параллельно выводам) вольтметр, для контроля и регулировки выходного напряжения,и (последовательно с плюсовым выводом) миллиамперметр, для контроля токопотребления подключаемой к стабилизатору радиолюбительской самоделки.

Еще одна необходимая в арсенале начинающего радиолюбителя вещь — микроэлектродрель. Как известно, в арсенале любого (начинающего или умудренного опытом) самодельщика существует »склад» вышедшей из обихода или неисправной аппаратуры. Хорошо, если на таком »складе» найдется детская машинка с электроприводом, микромотор от которой и послужит электродвигателем для нашей микродрели. Необходимо только замерить диаметр вала двигателя и в ближайшем радиомагазине приобрести патрон с набором цанговых зажимов (под сверла разного диаметра) для этого микродвигателя. Полученную микродрель можно подключать к нашему блоку питания. Посредством регулирования напряжения можно регулировать количество оборотов дрели.

Следующая необходимая вещь — низковольтный паяльник с гальванической развязкой от сети (для пайки полевых транзисторов и микросхем, которые боятся статического разряда). В продаже имеются низковольтные паяльники на 6, 12, 24, 48 вольт, а если трансформатор, который мы выбрали для нашего изделия от старого лампового телевизора, то можно считать что нам крупно повезло — мы имеем уже готовую обмотку для питания низковольтного электропаяльника (следует задействовать накальные обмотки (6 вольт) трансформатора для питания паяльника). Применение трансформатора от лампового телевизора дает еще один плюс нашей схеме — мы можем оснастить наше устройство еще и инструментом для зачистки концов провода.

Основа этого приспособления — две контактных колодки, между которыми закреплена нихромовая проволока и кнопка, с нормально разомкнутыми контактами. Техническое оформление этого устройства видно из рисунка. Подключается оно все к той же накальной обмотке трансформатора. При нажатии на кнопку нихром разогревается (все наверное помнят что такое выжигатель) и прожигает изоляцию провода в нужном месте.

Корпус для данного блока питания можно найти готовый или собрать самому. Если сделать его из металла и предусмотреть вентиляционные отверстия только снизу и по бокам, то сверху можно расположить стойки для паяльника и инструмента зачистки провода. Коммутацию всего этого хозяйства можно осуществить применив пакетный переключатель, систему тумблеров или разъемов — здесь для фантазии пределов нет.

Впрочем и модернизировать данный блок можно под свои нужды — дополнить, к примеру, зарядным устройством для аккумуляторов или электроискровым гравером и т.д. Данное устройство служило мне долгие годы и служит до сих пор (правда теперь на даче) для изготовления и проверки различных радиоэлектронных и электротехнических самоделок. Автор — Электродыч.

Итак. Жизнь сложилась так, что у меня есть домик в деревне с газовым отоплением. Жить там постоянно не получается. Домик используется как дача. Пару зим тупо оставлял включенным котел с минимальной температурой теплоносителя.
Но тут два минуса.
1. Счета за газ просто астрономические.
2. Если возникает необходимость приехать в дом среди зимы, температура в доме в районе 12 град.
Поэтому надо было что-то выдумывать.
Сразу уточню. Наличие точки доступа WI-FI в зоне действия реле обязательно. Но, думаю, если заморочиться, можно положить рядом с датчиком подключенный мобильник, и раздавать сигнал с телефона.

Подключение датчика движения 4 контакта своими руками схема

Схема подключение датчика движения своими руками

Бывает что нужно установить на даче,или в доме освещение которое будет срабатывать при движение или человека или еще кого либо.

С этой функцией хорошо справиться датчик движения, который и был заказан мной с Aliexpress. Ссылка на который будет внизу. Подключив свет через датчик движения, при прохождении человека через его поле видения, свет включается, горит 1 минуту. и снова выключается.

В данной статье рассказываю, как же подключить такой датчик, если у него не 3 контакта, а 4 как у этого.

Блок питания из энергосберегающей лампочки своими руками

Когда нужно получить 12 Вольт для светодиодной ленты , или еще для каких то целей, есть вариант сделать такой блок питания своими руками.

Данный регулятор позволяет плавно регулировать переменным резистором скорость вращения вентилятора .

Схема регулятора скорости напольного вентилятора вышла простейшей. Чтобы влезть в корпус от старой зарядки телефона Nokia. Туда же влезли клеммы от обычной электро розетки.

Монтаж довольно плотный, но это было обусловлено размерами корпуса..

Освещение для растений своими руками

Освещение для растений своими руками

Бывает проблема в недостатке освещения растений , цветов или рассады,и возникает необходимость в искусственном свете для них,и вот такой свет мы сможем обеспечить на светодиодах своими руками .

Регулятор яркости своими руками

Всё началось с того,что после того как я установил дома галогенные лампы на освещение. При включении которые не редко перегорали. Иногда даже 1 лампочка в день. Поэтому и решил сделать плавное включение освещения на основе регулятора яркости своими руками,и прилагаю схему регулятора яркости.

Термостат для холодильника своими руками

Термостат для холодильника своими руками

Всё началось с того, что вернувшись с работы и открыв холодильник обнаружил там тепло. Поворот регулятора термостата не помог — холод не появлялся. Поэтому решил не покупать новый блок, который к тому же редкий, а сам сделать электронный термостат на ATtiny85. С оригинальным термостатом разница в том, что датчик температуры лежит на полке, а не спрятан в стенке. Кроме того, появились 2 светодиода — они сигнализируют что агрегат включен или температура выше верхнего порога.

Датчик влажности почвы своими руками

Датчик влажности почвы своими руками

Данное устройство можно использовать для автоматического полива в теплицах, цветочных оранжереях, клумбах и комнатных растениях. Ниже представлена схема, по который можно изготовить простейший датчик (детектор) влажности (или сухости) почвы своими руками. При высыхании почвы,подается напряжение,силой тока до 90мА,чего вполне хватит,включить реле.

Так же подойдет,для автоматического включения капельного полива,что бы избежать избытка влаги.

Схема питания люминесцентной лампы

Схема питания люминесцентной лампы.

Часто при выхода из строя энергосберегающих ламп,в ней сгорает схема питания,а не сама лампа. Как известно, ЛДС со сгоревшими нитями накала надо питать выпрямленным током сети с использованием бесстартерного устройства запуска. При этом нити накала лампы шунтируют перемычкой и на который подают высокое напряжение для включения лампы. Происходит мгновенное холодное зажигание лампы, резким повышением напряжения на ней, при пуске без предварительного подогрева электродов. В данной статье мы рассмотрим пуск лдс лампы своими руками .

USB клавиатура для планшета

Как-то вдруг, чего-то взял и удумал купить для своего ПК новую клавиатуру. Желание новизны не поборимо. Поменял цвет фона с белого на чёрный, а цвет букв с красно — чёрного на белый. Через неделю желание новизны закономерно ушло как вода в песок (старый друг лучше новых двух) и обновка была отправлена в шкаф на хранение – до лучших времён. И вот они для неё наступили, даже не предполагал, что это случиться так быстро. И поэтому название даже лучше подошло бы не которое есть,а как подключить usb клавиатуру к планшету.

Кто занимается радиоэлектроникой дома, обычно очень любознателен. Радиолюбительские схемы и самоделки помогут найти новое направление в творчестве. Возможно, кто-то найдет для себя оригинальное решение той или иной проблемы. Некоторые самоделки используют уже готовые устройства, соединяя их различным образом. Для других нужно самому полностью создавать схему и производить необходимые регулировки.

Одна из самых простых самоделок. Больше подходит тем, кто только начинает мастерить. Если есть старый, но рабочий сотовый кнопочный телефон с кнопкой включения плеера, из него можно сделать, например, дверной звонок в свою комнату. Преимущества такого звонка:

Для начала нужно убедиться, что выбранный телефон способен выдавать достаточно громкую мелодию, после чего его необходимо полностью разобрать. В основном детали крепятся винтами или скобами, которые осторожно отгибаются. При разборке нужно будет запомнить, что за чем идет, чтобы потом можно было все собрать.

На плате отпаивается кнопка включения плеера, а вместо нее припаиваются два коротких провода. Затем эти провода приклеиваются к плате, чтобы не оторвать пайку. Телефон собирается. Осталось соединить телефон с кнопкой звонка через двужильный провод.

Самоделки для автомобилей

Современные автомобили снабжены всем необходимым. Однако бывают случаи, когда просто необходимы самодельные устройства. Например, что-то сломалось, отдали другу и тому подобное. Вот тогда умение создавать электронику своими руками в домашних условиях будет очень полезно.

Первое, во что можно вмешаться, не боясь навредить авто, — это аккумулятор. Если в нужный момент зарядки для аккумулятора не оказалось под рукой, ее можно быстро собрать самостоятельно. Для этого потребуется:

Идеально подходит трансформатор от лампового телевизора. Поэтому те, кто увлекается самодельной электроникой, никогда не выбрасывают электроприборы, в надежде, что они когда-нибудь понадобятся. К сожалению, трансформаторы использовались двух видов: с одной и с двумя катушками. Для зарядки аккумулятора на 6 вольт пойдет любой, а для 12 вольт только с двумя.

На оберточной бумаге такого трансформатора показаны выводы обмоток, напряжение для каждой обмотки и рабочий ток. Для питания нитей накаливания электронных ламп используется напряжение 6,3 В с большим током. Трансформатор можно переделать, убрав лишние вторичные обмотки, или оставить все как есть. В этом случае первичные и вторичные обмотки соединяют последовательно. Каждая первичная рассчитана на напряжение 127 В, поэтому, объединяя их, получают 220 В. Вторичные соединяют последовательно, чтобы получить на выходе 12,6 В.

Диоды должны выдерживать ток не менее 10 А. Для каждого диода необходим радиатор площадью не менее 25 квадратных сантиметров. Соединяются они в диодный мост. Для крепления подойдет любая электроизоляционная пластина. В первичную цепь включается предохранитель на 0,5 А, во вторичную — 10 А. Устройство не переносит короткого замыкания, поэтому при подключении аккумулятора нельзя путать полярность.

Простые обогреватели

В холодное время года бывает необходимо подогреть двигатель. Если автомобиль стоит там, где есть электрический ток, эту проблему можно решить с помощью тепловой пушки. Для ее изготовления потребуется:

  • асбестовая труба;
  • нихромовая проволока;
  • вентилятор;
  • выключатель.

Диаметр асбестовой трубы выбирается по размеру вентилятора, который будет использоваться. От его мощности будет зависеть производительность обогревателя. Длина трубы — предпочтение каждого. Можно в ней собрать нагревательный элемент и вентилятор, можно только нагреватель. При выборе последнего варианта придется продумать, как пустить воздушный поток на обогревательный элемент. Это можно сделать, например, поместив все составляющие в герметичный корпус.

Нихромовую проволоку также подбирают по вентилятору. Чем мощнее последний, тем большего диаметра можно использовать нихром. Проволока скручивается в спираль и размещается внутри трубы. Для крепления используются болты, которые вставляются в заранее просверленные отверстия в трубе. Длина спирали и их количество выбираются опытным путем. Желательно, чтобы спираль при работающем вентиляторе не нагревалась докрасна.

От выбора вентилятора будет зависеть, какое напряжение нужно подать на обогреватель. При использовании электровентилятора на 220 В не нужно будет использовать дополнительный источник питания.

Весь обогреватель подключается к сети через шнур с вилкой, но он сам должен иметь свой выключатель. Это может быть как просто тумблер, так и автомат. Второй вариант более предпочтителен, он позволяет защищать общую сеть. Для этого ток срабатывания автомата должен быть меньше тока срабатывания автомата помещения. Выключатель еще нужен для быстрого отключения обогревателя в случае неполадок, например, если вентилятор не будет работать. У такого обогревателя есть свои минусы:

  • вредность для организма от асбестовой трубы;
  • шум от работающего вентилятора;
  • запах от пыли, попадающей на нагретую спираль;
  • пожароопасность.

Некоторые проблемы можно решить, применив другую самоделку. Вместо асбестовой трубы, можно использовать банку из-под кофе. Чтобы спираль не замыкалась на банку, ее крепят к текстолитовой рамке, которую фиксируют с помощью клея. В качестве вентилятора используется кулер. Для его питания нужно будет собрать еще одно электронное устройство — небольшой выпрямитель.

Самоделки приносят тому, кто ими занимается, не только удовлетворение, но и пользу. С их помощью можно экономить электроэнергию, например, отключая электроприборы, которые забыли отключить. Для этой цели можно использовать реле времени.

Самый простой способ создать задающий время элемент — это использовать время заряда или разряда конденсатора через резистор. Такая цепочка включается в базу транзистора. Для схемы потребуются следующие детали:

  • электролитический конденсатор большой емкости;
  • транзистор типа p-n-p;
  • электромагнитное реле;
  • диод;
  • переменный резистор;
  • постоянные резисторы;
  • источник постоянного тока.

Для начала необходимо определить, какой ток будет коммутироваться через реле. Если нагрузка очень мощная, для ее подключения понадобится магнитный пускатель. Катушку пускателя можно подключать через реле. Важно, чтобы контакты реле могли работать свободно не залипая. По выбранному реле подбирается транзистор, определяется, с каким током и напряжением он может работать. Ориентироваться можно на КТ973А.

База транзистора соединяется через ограничительный резистор с конденсатором, который, в свою очередь, подключается через двухполярный выключатель. Свободный контакт выключателя соединяется через резистор с минусом питания. Это необходимо для разряда конденсатора. Резистор исполняет роль ограничителя тока.

Сам конденсатор подключается к положительной шине источника питания через переменный резистор с большим сопротивлением. Подбирая емкость конденсатора и сопротивление резистора, можно менять интервал времени задержки. Катушка реле шунтируется диодом, который включается в обратном направлении. В этой схеме используется КД 105 Б. Он замыкает цепь при обесточивании реле, защищая транзистор от пробоя.

Работает схема следующим образом. В исходном состоянии база транзистора отключена от конденсатора, и транзистор закрыт. При включении выключателя база соединяется с разряженным конденсатором, транзистор открывается и подает напряжение на реле. Реле срабатывает, замыкает свои контакты и подает напряжение на нагрузку.

Конденсатор начинает заряжаться через резистор, подключенный к положительной клемме источника питания. По мере того как конденсатор заряжается, напряжение на базе начинает расти. При определенном значении напряжения транзистор закрывается, обесточивая реле. Реле отключает нагрузку. Чтобы схема снова заработала, нужно разрядить конденсатор, для этого переключают выключатель.

радиосхем | Практические аналоговые полупроводниковые схемы

(а) Радиоприемник «Кристалл». (b) Модулированная радиочастота на антенне. (c) Выпрямленный РЧ на диодном катоде без конденсатора фильтра C2. (d) Демодулированный звук в наушниках.

Система заземления антенны, контур резервуара, пиковый детектор и наушники являются основными компонентами кристаллического радиоприемника, показанного на рисунке (а). Антенна поглощает передаваемые радиосигналы (b), которые проходят на землю через другие компоненты.Комбинация C1 и L1 составляет резонансный контур, называемый контуром резервуара. Его цель — выбрать один из множества доступных радиосигналов. Переменный конденсатор C1 позволяет настраиваться на различные сигналы. Диод проходит положительные полупериоды RF, удаляя отрицательные полупериоды (c). Размер C2 позволяет отфильтровывать радиочастоты из РЧ-огибающей (c), передавая звуковые частоты (d) в гарнитуру. Обратите внимание, что для кристаллического радио не требуется источник питания. Германиевый диод, который имеет меньшее прямое падение напряжения, обеспечивает большую чувствительность, чем кремниевый диод.

В то время как магнитные наушники с сопротивлением 2000 Ом показаны выше, керамические наушники, иногда называемые кристаллическими наушниками, более чувствительны. Керамические наушники желательны для всех, кроме самых сильных радиосигналов.

Схема на рисунке ниже дает более сильный выходной сигнал, чем кварцевый детектор. Поскольку транзистор не смещен в линейной области (без резистора смещения базы), он работает только в течение положительных полупериодов входного ВЧ сигнала, обнаруживая модуляцию звука. Преимуществом транзисторного детектора является не только обнаружение, но и усиление.Эта более мощная схема может легко управлять магнитными наушниками с сопротивлением 2000 Ом. Обратите внимание, что транзистор является германиевым PNP-устройством. Это, вероятно, более чувствительно из-за более низкого напряжения VBE 0,2 В по сравнению с кремнием. Однако кремниевое устройство все равно должно работать. Обратная полярность батареи для кремниевых устройств NPN.

т.р. Один, один транзисторный радиоприемник. Резистор без смещения вызывает работу как детектор

Наушники с сопротивлением 2000 Ом больше не являются широко доступным товаром.Однако наушники с низким сопротивлением, обычно используемые с портативным аудиооборудованием, могут быть заменены в паре с подходящим аудиопреобразователем.

Схема на рисунке ниже добавляет звуковой усилитель к детектору кристалла для большей громкости наушников. В оригинальной схеме использовались германиевый диод и транзистор. Германиевый диод может быть заменен диодом Шоттки. Кремниевый транзистор можно использовать, если резистор смещения базы заменить в соответствии с таблицей.

Радиоприемник на кристалле с одним транзисторным усилителем звука, базовое смещение

Для большего количества кристаллических радиосхем, простых однотранзисторных радиоприемников и более продвинутых радиоприемников с малым числом транзисторов.

Regency TR1: Первое массовое производство транзисторного радиоприемника, 1954 год

Схема на рисунке ниже представляет собой радиомодуль AM с интегральной схемой, содержащий все активные радиочастотные схемы в одной ИС. Все конденсаторы и катушки индуктивности, а также несколько резисторов являются внешними по отношению к ИС. Переменный конденсатор 370 пФ настраивает нужный радиочастотный сигнал. Конденсатор переменной емкости 320 пФ настраивает гетеродин на 455 кГц выше входного РЧ-сигнала. Частоты радиочастотного сигнала и гетеродина смешиваются, образуя сумму и разность двух сигналов на выводе 15.Внешний керамический фильтр 455 кГц между контактами 15 и 12 выбирает разностную частоту 455 кГц. Большая часть усиления находится в усилителе промежуточной частоты (ПЧ) между выводами 12 и 7. Диод на выводе 7 восстанавливает звук от ПЧ. Некоторая автоматическая регулировка усиления (АРУ) восстанавливается и фильтруется до постоянного тока и возвращается на вывод 9.

IC радио

На рисунке ниже показана обычная механическая настройка (а) входного ВЧ-тюнера и гетеродина с настройкой варакторного диода (b).Сетчатые пластины сдвоенного переменного конденсатора составляют громоздкий компонент. Его экономически выгодно заменить на подстроечные диоды варикапа. Увеличение обратного смещения Vtune уменьшает емкость, что увеличивает частоту. Vtune может производиться с помощью потенциометра.

IC сравнение радио (а) механической настройки с (б) электронной настройкой варикапного диода.

На рисунке ниже показан AM-радио с еще меньшим количеством деталей. Инженеры Sony включили полосовой фильтр промежуточной частоты (ПЧ) в 8-контактную ИС.Это исключает использование внешних трансформаторов промежуточной частоты и керамического фильтра промежуточной частоты. Компоненты настройки L-C по-прежнему необходимы для радиочастотного (RF) входа и гетеродина. Впрочем, переменные конденсаторы можно было бы заменить на подстроечные диоды варикапа.

Компактный радиомодуль IC без внешних фильтров ПЧ

На рисунке ниже показано FM-радио с малым количеством деталей, основанное на интегральной схеме TDA7021T от NXP Wireless. Громоздкие трансформаторы с внешним фильтром ПЧ были заменены фильтрами R-C.Резисторы встроены, а конденсаторы внешние. Эта схема была упрощена из рисунка 5 в техническом описании NXP. См. Рис. 5 или 8 таблицы данных для пропущенной схемы уровня сигнала. Простая схема настройки взята из испытательной схемы на Рисунке 5. На рисунке 8 показан более сложный тюнер. На рис. 8 показано стерео FM-радио с аудиоусилителем для управления динамиком.

IC FM-радио, схема уровня сигнала не показана

Для строительного проекта рекомендуется упрощенное FM-радио, показанное на рисунке выше.Для индуктора 56 нГн намотайте 8 витков неизолированного или магнитного провода # 22 AWG на сверло 0,125 дюйма или другую оправку. Снимите оправку и растяните до длины 0,6 дюйма. Настроечный конденсатор может быть миниатюрным подстроечным конденсатором.

На рисунке ниже показан пример ВЧ-усилителя с общей базой (CB). Это хорошая иллюстрация, потому что это похоже на CB из-за отсутствия сети смещения. Поскольку смещения нет, это усилитель класса C. Транзистор проводит менее 180 ° входного сигнала, потому что не менее 0.Для класса B на 180 ° потребуется смещение 7 В. Конфигурация с общей базой имеет более высокий коэффициент усиления мощности на высоких частотах РЧ, чем с общим эмиттером. Это усилитель мощности (3/4 Вт) в отличие от усилителя небольшого сигнала. Входная и выходная π-схемы согласовывают эмиттер и коллектор с 50-омными входными и выходными коаксиальными окончаниями соответственно. Выходная π-сеть также помогает фильтровать гармоники, генерируемые усилителем класса C. Хотя по современным стандартам излучения, скорее всего, потребуется больше секций.

ВЧ-усилитель мощности 750 мВт с общей базой класса C. L1 = медный провод # 10, 1/2 оборота, внутренний диаметр 5/8 дюйма, высота 3/4 дюйма. L2 = луженый медный провод №14, 1 1/2 витка, внутренний диаметр 1/2 дюйма с шагом 1/3 дюйма.

Пример ВЧ-усилителя с общей базой и высоким коэффициентом усиления показан на рисунке ниже. Схема с общей базой может быть переведена на более высокую частоту, чем другие конфигурации. Это обычная базовая конфигурация, поскольку базы транзисторов заземлены для переменного тока конденсаторами емкостью 1000 пФ. Конденсаторы необходимы (в отличие от класса C, предыдущий рисунок), чтобы позволить делителю напряжения 1KΩ-4KΩ смещать базу транзистора для работы класса A.Резисторы 500 Ом представляют собой резисторы смещения эмиттера. Они стабилизируют ток коллектора. Резисторы на 850 Ом представляют собой коллекторные нагрузки постоянного тока. Трехкаскадный усилитель обеспечивает общее усиление 38 дБ на частоте 100 МГц с полосой пропускания 9 МГц.

Усилитель с малым сигналом и высоким коэффициентом усиления класса A с общей базой

Каскодный усилитель имеет широкую полосу пропускания, как усилитель с общей базой, и умеренно высокий входной импеданс, как схема с общим эмиттером. Смещение для этого каскодного усилителя (рисунок ниже) прорабатывается в примере задачи Ch 4.

Каскодный малосигнальный усилитель с высоким коэффициентом усиления класса A

Эта схема моделируется в разделе «Cascode» главы 4 BJT. Для получения наилучшего высокочастотного отклика используйте ВЧ- или СВЧ-транзисторы.

PIN-диод Переключатель T / R отключает приемник от антенны во время передачи



ПИН-диодный антенный переключатель для приемника пеленгатора



Аттенюатор с PIN-диодами: PIN-диоды работают как резисторы с переменным напряжением

PIN-диоды объединены в схему π-аттенюатора.Противопоследовательные диоды подавляют некоторые гармонические искажения по сравнению с одиночным последовательным диодом. Фиксированное напряжение 1,25 В смещает в прямом направлении параллельные диоды, которые не только проводят постоянный ток от земли через резисторы, но также проводят высокочастотный сигнал на землю через конденсаторы диодов. Управляющее напряжение Vcontrol увеличивает ток через параллельные диоды по мере его увеличения. Это уменьшает сопротивление и затухание, передавая больше ВЧ от входа к выходу. Затухание составляет около 3 дБ при Vcontrol = 5 В.Затухание составляет 40 дБ при Vcontrol = 1 В с плоской частотной характеристикой до 2 ГГц. При Vcontrol = 0,5 В затухание составляет 80 дБ на частоте 10 МГц. Однако частотная характеристика слишком сильно различается для использования.

СВЯЗАННЫЙ РАБОЧИЙ ЛИСТ:

Простейшая радиосхема AM | Проекты самодельных схем

Следующая схема была взята из старой электронной книги, это действительно очень хорошая двухтранзисторная схема радиоприемника, которая использует очень мало компонентов, но способна воспроизводить звук через громкоговоритель, а не только через наушники.

Работа схемы

Как видно из приведенной принципиальной схемы, конструкция настолько проста, насколько это возможно, всего пара транзисторов общего назначения и несколько других пассивных компонентов для настройки того, что выглядит как симпатичный маленький радиоприемник AM Блок.

Схема работы довольно проста. Катушка антенны собирает СВЧ-сигналы, присутствующие в воздухе.

Триммер устанавливает и настраивает частоту, которую необходимо передать на следующий этап.

Следующий каскад, состоящий из T1, функционирует как высокочастотный усилитель, а также как демодулятор.T1 извлекает звук из полученных сигналов и в некоторой степени усиливает его, чтобы его можно было подать на следующий этап.

В конечном каскаде используется транзистор T2, который работает как простой усилитель звука, демодулированный сигнал подается на базу T2 для дальнейшего усиления.

T2 эффективно усиливает сигналы, так что они становятся громкими и четкими через подключенный динамик.

Излучатель T1 был сконфигурирован как канал обратной связи с входным каскадом, это включение значительно повышает производительность радио, делая его более эффективным при идентификации и усилении принимаемых сигналов.

Принципиальная схема

Перечень деталей для простого 2-транзисторного радиоприемника с динамиком
  • R1 = 1M
  • R2 = 22K
  • R3 = 4K7
  • R4 = 1K
  • P1 = 4K7
  • C1 = 104
  • C2 = 470pF
  • C3, C4 = 10 мкФ / 25 В
  • T1 = BC547
  • T2 = 8050 или 2N2222
  • L1 = обычная катушка MW антенны
  • SPEAKER = малый наушник 10k
  • TRIM 90na 90na 90na 90na 90na Катушка на ферритовом стержне (L1)

    Используйте конденсатор GANG следующего типа для триммера (используйте центральный штифт и любой из выходных контактов со стороны MW)

    Простая высокопроизводительная схема приемника MW

    Улучшенная версия Вышеупомянутое средневолновое радио можно изучить в следующих параграфах.После сборки можно ожидать, что он сразу же заработает без каких-либо проблем.

    СВЧ-приемник работает на четырех транзисторах.

    Первый транзистор настроен на работу в рефлекторном режиме. Это помогает только одному транзистору выполнять работу двух транзисторов, что дает гораздо больший выигрыш от конструкции.

    Эффективность работы может быть не такой хорошей, как у супергетродина, тем не менее, ее достаточно для хорошего приема всех местных станций.

    Транзисторы могут быть BC547 и BC557 для NPN и PNP соответственно, а диод может быть 1N4148.

    Антенная катушка может быть построена с использованием следующих данных:

    Антенная катушка с ферритовым стержнем принимает частоту AM через настроенную сеть C2, L1. Настроенный сигнал AM подается на первый транзистор TR1 через L2.
    Это позволяет правильно согласовать высокоомный вход от C2, L1 с транзисторным входом, не вызывая какого-либо искажения настроенного сигнала.

    Сигнал усиливается TR1 и поступает на детекторный каскад, выполненный с помощью диода DI.

    Здесь, поскольку конденсатор C4 емкостью 470 пФ отвечает более низким импедансом на входящую высокочастотную составляющую. (радиочастота), чем сопротивление R4 10 кОм, означает, что сигнал теперь принудительно проходит через конденсатор C4.

    Отфильтровывает аудиоэлемент в сигнале после обнаружения D1 и отправляется через каскад R2, L2 на базу TR1.

    C3 устраняет любую форму паразитных радиочастот.

    Далее идет C4, который предлагает более высокий импеданс для сигнала по сравнению с R4, который побуждает сигнал перейти на базу TR2.

    Усилитель звука

    Транзисторы TR2, TR3 и TR4 работают как двухтактный усилитель.

    TR3 и TR4 ведут себя как дополнительная пара выходов, в то время как TR2 функционирует в виде каскада драйвера.

    Чистый аудиосигнал, извлеченный из TR1, усиливается TR2. Усиленные положительные циклы аудиосигнала подаются на TR4 через D2, а отрицательные циклы отправляются через TR3.

    Два сигнала в конечном итоге объединяются обратно с помощью C7 после завершения процесса усиления.Это, наконец, обеспечивает требуемый выходной аудиосигнал MW-музыки через громкоговоритель LS1

    Следующий MW- или AM-приемник на самом деле настолько прост, что на его конструкцию требуются действительно крошечные затраты, а поскольку используется всего несколько частей, он идеально подходит для мини-радиоприемник, который легко помещается в кармане рубашки.

    Даже в этом случае он обеспечивает очень хороший прием близлежащих радиостанций без необходимости использования внешней антенны или заземляющего провода.

    Приемник работает очень просто.Транзистор Т1 работает как р.ф. усилитель и детектор с регенеративной (положительной) обратной связью. Уровень обратной связи и, следовательно, чувствительность СВЧ-приемника можно регулировать, изменяя P1.

    Несмотря на то, что выход на базу T1 получается прямо из верхней части настроенного контура L1 / C1, а не через обмотку связи, импеданса, обеспечиваемого T1, вполне достаточно, чтобы гарантировать, что резонансный контур едва подавлен. .

    Поскольку текущее усиление T1 уменьшается на более высокочастотной стороне спектра, в то время как входное сопротивление возрастает, усиление этого каскада остается относительно постоянным на всем спектре, так что обычно не требуется точная настройка часто настраивайте P1.

    Обнаружение сигнала происходит на коллекторе T1, а выходное сопротивление этого каскада T1 и C3 очищает высокочастотную составляющую. часть выпрямленного сигнала. T2 обеспечивает дальнейшее усиление a.f. Сигнал для работы с прикрепленным хрустальным наушником.

    Компоновка печатной платы и детали конструкции

    Конструкция Ниже показана чрезвычайно упрощенная компоновка печатной платы предлагаемого AM-приемника. L1 должен быть расположен как можно ближе к поверхности печатной платы, чтобы предотвратить проблемы с колебаниями.

    Люди, которые хотят еще больше миниатюризировать схему, могут попробовать что-то, уменьшив размеры ферритового стержня и добавив большее количество обмоток, чтобы получить ту же самую индуктивность, в то время как в случае, если L1 построен меньше, может потребоваться внешняя антенна, который может быть подключен к верхнему выводу L1 через конденсатор 4,7 p.

    Предлагаемые размеры для L1 будут составлять 65 витков эмалированного медного провода 0,2 мм (36 SWG) на ферритовом стержне диаметром 10 мм и длиной 100 мм, с центральным выводом, выходящим на 5 витков от «заземляющего» конца. антенная катушка.C1 может быть небольшим (с прочным диэлектриком) конденсатором на 500 пФ, или для получения сигналов только от одной фиксированной станции его можно заменить постоянным конденсатором чуть ниже необходимого значения параллельно с подстроечным резистором от 4 до 60 пФ.

    Это может позволить дополнительно уменьшить размеры радиоприемника MW. И последнее, но не менее важное: рабочий ток приемника невероятно минимален (около 1 мА) для того, чтобы он, вероятно, проработал в течение многих месяцев с батареей PP3 9 В.

    Улавливание нежелательных радиосигналов AM

    Схема, показанная ниже, представляет собой настраиваемую схему ловушки AM-сигналов, которой можно управлять для извлечения нежелательных AM-сигналов и передачи остатка на приемник. Индуктор L1 используется как широковещательная рамочная катушка-антенна, а конденсатор C1 предназначен для настройки. Эти компоненты легко достать от старого радио.

    Если мешающий сигнал исходит от низкочастотной стороны диапазона вещания, вам необходимо установить пробку L1 примерно на пути в катушку и отрегулировать C1 для минимального выходного сигнала на мешающей частоте.Как только частота мешающей станции приблизится к верхнему краю диапазона, отрегулируйте пробку до конца катушки и настраивайте C1, пока не получите минимальный сигнал.

    Может случиться так, что какой-либо нежелательный сигнал передатчика, помимо обычных волн типа AM-вещания, может попасть в контур резервуара. Когда это произойдет, вы должны узнать частоту передатчика и выбрать схему катушки / конденсатора, которая будет резонировать на этой частоте. Затем подключите эту комбинацию к схемам выше.

    Экстрактор сигналов AM

    Следующая конструкция представляет собой частотно-избирательную схему, которую необходимо заменить для резервуара LC, описанного выше. Когда ожидаемый сигнал может быть обнаружен, но замаскирован шумом, эта схема выполняет «демаскирующие» задачи и доставляет сигнал на приемник через контур резервуара.

    Когда тюнер повышает требуемый уровень частоты, он также подавляет все другие сигналы вне его полосы пропускания. Вы можете легко использовать ту же комбинацию значений для конденсатора и катушки, как показано выше..

    Другие виды антенн и селективных схем могут быть оценены через вход этой резервуарной схемы. Огромный настроенный контур предоставит схеме возможность помочь уменьшить мешающий сигнал, поступающий с разных направлений. Если нет места для большой петли, вы можете выбрать большую, настроить ферритовую катушку в качестве замены и сохранить ее особенность.

    Схема усилителя AM

    Вышеупомянутые схемы тюнера AM сигнала могут быть эффективно соединены со схемой усилителя сигнала ниже для создания усовершенствованной антенной системы для любого радио AM.

    Вам просто нужно соединить сторону стрелки объясненных выше схем LC с затвором полевого транзистора Q1 в схеме, показанной ниже.

    СВЧ приемник TRF

    Изображение прототипа встроенного приемника TRF

    Антенная катушка L1, конденсатор C1 и диод D1 образуют схему СВЧ приемника TRF или каскад основной настроенной схемы приемника. C1 — варикап-диод, емкость которого зависит от напряжения на нем. Когда P1 изменяется, это вызывает изменение напряжения на C1, что, в свою очередь, вызывает настройку приемника и захват различных радиочастот в зависимости от резонанса, сформированного C1 и L1.

    Таким образом, изменяемый P1 схемы приемника TRF позволяет выбирать нужные станции из доступных входящих диапазонов MW.

    T1 и T2 вместе с соответствующими частями образуют каскады демодулятора и предусилителя, где T1 демодулирует резонансную настроенную частоту из каскада L1 / C1, так что пропускается только звуковая часть, в то время как другие нежелательные напряжения блокируются.

    Этот настроенный аудиосигнал подается на каскад предусилителя, сформированный Т2 и связанными с ним частями.

    Расширенный аудиосигнал радио отправляется на базу T3 через P2 и C6. P2 помогает установить громкость на выходе и, следовательно, работает как регулятор громкости.

    Транзистор T3 дополнительно усиливает звуковой сигнал и направляет его в каскад усилителя мощности, построенный на транзисторах T4 и T5.

    Каскад T4 и T5 вместе с другим связанным компонентом образуют красивый небольшой транзисторный усилитель мощностью 1 Вт, который в достаточной степени усиливает аудиосигналы TRF и подает их на подключенный громкоговоритель.

    Таким образом, настроенный выход MW-радио эффективно воспроизводится через динамик громко и четко.

    Радиосхема

    МВт с использованием ИС 4011

    Схема, показанная ниже, может использоваться как простой СВЧ-приемник, построенный на основе КМОП ИС 4011. Четыре затвора внутри корпуса 4011 IC сконфигурированы как линейные усилители, подключая их входы один за другим и создавая отрицательную обратную связь.

    Антенна катушка L1 может быть построена путем плотной намотки 80 витков эмалированного медного провода 22 SWG на ферритовый стержень диаметром 3/8 дюйма, и это работает как катушка звукоснимателя.L1 настраивается через подстроечный резистор 500 пФ, а сформированная цепь резервуара привязана к земле на радиочастоте через C1.

    Высокий входной импеданс, обеспечиваемый IC1 / 1, обеспечиваемый контуром резервуара, гарантирует, что коэффициент демпфирования поддерживается на минимальном уровне, что приводит к высокой избирательности схемы приемника СВЧ. Выходной сигнал генератора IC1 / 1 представляет собой усиленный радиочастотный сигнал, который передается на IC1 / 2 для функции обнаружения.

    Нежелательная радиочастота, генерируемая на выходе детектора, устраняется фильтром нижних частот, созданным резистором R4 и конденсатором C2.Выходной аудиосигнал впоследствии подается на усилитель, построенный на основе IC1 / 3 и IC1 / 4.

    Потребление тока радиосхемами СВЧ составляет около 10 мА при питании от источника питания 9 В.

    Помните, что ИС, используемая в этой конструкции, должна быть 4011AE, а не 4011B, схема защиты входа которой может запретить ее работу в линейном режиме.

    Схема FM-радио | Миниатюрное однокристальное FM-радио

    FM-радио — это простая схема, которую можно настроить на нужную частоту локально.В данной статье описывается схема FM-радио. Это карманная радиосхема.

    Принцип работы FM-радио:

    Радио — это прием электромагнитных волн через воздух. Основной принцип этой схемы — настроить схему на ближайшую частоту с помощью контура резервуара. Передаваемые данные модулируются по частоте при передаче и демодулируются на стороне приемника. Модуляция — это не что иное, как изменение свойства сигнала сообщения относительно несущей частоты.Частотный диапазон FM-сигнала составляет от 87,5 МГц до 108,0 МГц. Выход можно услышать через динамик.

    Знаете ли вы — как работает схема FM-передатчика?

    Принципиальная схема FM-радио: Принципиальная схема FM-радиоприемника

    Компоненты контура:

    • LM 386 IC.
    • BF 494 транзистор Т1, Т2.
    • Переменный резистор.
    • Конденсатор переменной емкости.
    • Катушка индуктивности.
    Конструкция схемы FM-радио:

    Цепь FM-радио в основном состоит из LM386 IC.Это низковольтный усилитель мощности звука. Имеет 8 контактов. Работает при напряжении питания 4-12 вольт. Внутри него есть операционный усилитель, который действует как усилитель. Неинвертирующий вывод подключен к переменному резистору 10 кОм. Инвертирующий вывод микросхемы LM386 подключен к земле. Шестой контакт подключен к VCC. Четвертый вывод подключен к земле. Пятый вывод является выходным и подключен к конденсатору, который подключен к динамику или микрофону. Другой конденсатор подключен к выводу заземления.Шестой вывод — это вывод питания, подключенный к напряжению питания. Это усиливает входящий частотно-модулированный сигнал.

    Примечание. Также получите представление о том, как работает простая схема глушителя FM-радио?

    BF494 — транзистор NPN RF. Первоначально он разомкнут. Он начинает проводить только тогда, когда база получает необходимое напряжение отключения. База транзистора подключена к базе переменного резистора через конденсатор емкостью 0,22 мкФ. Вывод эмиттера подключен к земле.Коллектор подключается к контуру бака. База транзистора Q2 подключена к баковой цепи. Вывод эмиттера соединен с землей, а коллектор соединен с питанием через резистор 22 кОм. Переменный резистор регулирует громкость входного усилителя. Эти транзисторы используются для обнаружения сигналов с частотной модуляцией.

    Выход микросхемы подключается к наушникам или майларовому динамику через конденсатор 220 мкФ 25 В. На головной телефон или динамик будет выведено два провода.Один подключен к выходу конденсатора, а другой контакт подключен к контакту заземления.

    Контур резервуара состоит из катушки и переменного конденсатора. Он подключен к антенне. Это основная часть схемы, поскольку она настраивает радио на требуемую местную частоту. В этом контуре бака катушка играет главную роль. Катушка — это медный провод, намотанный на фиксированное количество витков.

    Как управлять схемой FM-радио?

    Для работы со схемой FM-радио необходимо выполнить следующие шаги:

    • Первоначально подключите схему, как показано на рисунке.
    • Подключите источник питания к цепи.
    • Теперь нажмите переключатель.
    • Теперь отрегулируйте частоту контура, изменяя потенциометр (переменный конденсатор) контура бака.
    • Таким образом, схема начинает настраиваться на ближайшую частоту.
    • Когда частота входящего сигнала совпадает, звук можно услышать через наушники или динамик.
    • Теперь настройте схему на другую частоту, используя контур резервуара.
    • Вы можете слушать другой звук, поступающий на этой конкретной частоте.
    • Отрегулируйте переменный резистор для увеличения или уменьшения громкости.

    Также прочтите соответствующий пост — Проектирование и работа схемы FM Bugger

    Применение схемы FM-радио:
    • Схема действует как карманный радиоприемник, настраиваясь на определенную частоту.
    • С небольшими изменениями его можно использовать в приложениях для передачи голоса.
    Ограничения схемы:
    • Это теоретическая схема, и для ее практической реализации требуются некоторые изменения.

    Основы проектирования цифрового радиоприемника (Radio 101)

    В этой статье представлены основы проектирования цифрового радиоприемника. Благодаря множеству новых достижений в области преобразователей данных и радиотехники сложная конструкция приемника была значительно упрощена. В этой статье делается попытка объяснить, как рассчитать чувствительность и избирательность такого приемника. Это ни в коем случае не исчерпывающее изложение, но вместо этого является руководством по многим методам и расчетам, используемым в таких проектах.

    Многие достижения в дизайне и архитектуре радиоприемников теперь позволяют быстро вносить изменения в конструкцию радиоприемников. Эти изменения позволяют уменьшить размер, стоимость, сложность и улучшить производство за счет использования цифровых компонентов для замены ненадежных и неточных аналоговых компонентов. Для того, чтобы это произошло, потребовалось множество достижений в области проектирования и производства полупроводников, которые были реализованы за последние несколько лет. Некоторые из этих достижений включают улучшенные интегрированные смесители, малошумящий усилитель, улучшенные фильтры на ПАВ, более дешевые высокопроизводительные АЦП и программируемые цифровые тюнеры и фильтры.В этой статье кратко излагаются вопросы проектирования и взаимодействия этих устройств с полными радиосистемами.

    Что такое радио?

    Традиционно радио считалось «коробкой», которая подключается к антенне и всему, что находится за ней, однако многие конструкции систем разделены на две отдельные подсистемы. Радио и цифровой процессор. При такой сегментации цель радиостанции — преобразовать с понижением частоты и отфильтровать полезный сигнал, а затем оцифровать информацию.Точно так же цель цифрового процессора — принимать оцифрованные данные и извлекать желаемую информацию.

    Важно понимать, что цифровой приемник — это не то же самое, что цифровое радио (модуляция). Фактически, цифровой приемник отлично справится с приемом любого аналогового сигнала, такого как AM или FM. Цифровые приемники могут использоваться для приема любого типа модуляции, включая любые стандарты аналоговой или цифровой модуляции. Кроме того, поскольку ядром цифрового процессора является процессор цифровых сигналов (DSP), это позволяет управлять многими аспектами всего радиоприемника с помощью программного обеспечения.Таким образом, эти DSP могут быть перепрограммированы с помощью обновлений или новых функций в зависимости от сегментации клиентов, и все это с использованием одного и того же оборудования. Однако это полное обсуждение само по себе, а не в центре внимания данной статьи.

    Основное внимание в этой статье уделяется радио и тому, как прогнозировать / проектировать производительность. Будут обсуждены следующие темы:

    1. Доступная мощность шума
    2. Рисунок каскадного шума
    3. Коэффициент шума и АЦП
    4. Коэффициент преобразования и чувствительность
    5. Паразитные сигналы и дизеринг АЦП
    6. Точка пересечения третьего порядка
    7. Джиттер часов АЦП
    8. Фазовый шум
    9. IP3 по разделу РФ

    Single-Carrier vs.Мульти-перевозчик

    Обсуждаются два основных типа радиоприемников. Первый называется приемником с одной несущей, а второй — приемником с несколькими несущими. Их название подразумевает очевидное, однако их функция может быть не полностью ясна. Приемник с одной несущей — это традиционный радиоприемник, обеспечивающий избирательность в аналоговых фильтрах каскадов ПЧ. Приемник с несколькими несущими обрабатывает все сигналы в пределах полосы с помощью одной аналоговой полосы RF / if и получает избирательность в цифровых фильтрах, которые следуют за аналого-цифровым преобразователем.Преимущество такого приемника состоит в том, что в приложениях с несколькими приемниками, настроенными на разные частоты в одном и том же диапазоне, можно достичь меньшей конструкции системы и снижения стоимости за счет устранения избыточных цепей. Типичным приложением является базовая станция сотовой / беспроводной локальной сети. Другим приложением могут быть приемники наблюдения, которые обычно используют сканеры для контроля нескольких частот. Это приложение позволяет одновременно контролировать множество частот без необходимости последовательного сканирования.

    Типовой однополосный приемник

    Типовой приемник с несколькими несущими

    Преимущества внедрения цифрового радиоприемника

    Перед тем, как подробно обсудить разработку цифрового радиоприемника, необходимо обсудить некоторые технические преимущества. К ним относятся передискретизация, усиление обработки, недостаточная выборка, частотное планирование / размещение побочных эффектов. Многие из них обеспечивают технические преимущества, недостижимые иным способом при использовании традиционной конструкции радиоприемника.

    Передискретизация и технологическое усиление

    Критерий Найквиста компактно определяет частоту дискретизации, необходимую для любого данного сигнала. Часто частота Найквиста цитируется как частота дискретизации, которая в два раза больше, чем у самого высокочастотного компонента. Это означает, что для приложения выборки ПЧ на частоте 70 МГц потребуется частота дискретизации 140 MSPS. Если наш сигнал занимает всего 5 МГц около 70 МГц, то выборка со скоростью 140 MSPS будет потрачена впустую. Вместо этого Найквист требует, чтобы сигнал был дискретизирован в два раза больше полосы пропускания сигнала.Следовательно, если полоса пропускания нашего сигнала составляет 5 МГц, то выборки на частоте 10 МГц вполне достаточно. Все, что выходит за рамки этого, называется передискретизацией. Передискретизация — очень важная функция, поскольку она позволяет эффективно увеличить принимаемое SNR в цифровой области.

    В отличие от избыточной выборки, это действие недостаточной выборки. Недостаточная выборка — это выборка с частотой, намного меньшей, чем половина фактической частоты сигнала (см. Ниже раздел о недостаточной выборке). Следовательно, возможна передискретизация и недостаточная выборка одновременно, поскольку одно определяется относительно ширины полосы, а другое — интересующей частоты.

    В любом процессе оцифровки, чем быстрее сигнал дискретизируется, тем ниже минимальный уровень шума, поскольку шум распространяется по большему количеству частот. Общий интегрированный шум остается постоянным, но теперь он распределен по большему количеству частот, что дает преимущества, если за АЦП следует цифровой фильтр. Минимальный уровень шума соответствует уравнению:

    Это уравнение представляет уровень шума квантования внутри преобразователя и показывает взаимосвязь между шумом и частотой дискретизации FS.Следовательно, каждый раз, когда частота дискретизации удваивается, эффективный минимальный уровень шума улучшается на 3 дБ!

    Цифровая фильтрация удаляет все нежелательные шумы и паразитные сигналы, оставляя только полезный сигнал, как показано на рисунках ниже.

    Типичный спектр АЦП до цифровой фильтрации

    Типичный спектр АЦП после цифровой фильтрации

    SNR АЦП может быть значительно улучшено, как показано на диаграмме выше. Фактически, отношение сигнал / шум можно улучшить, используя следующее уравнение:

    Как показано, чем больше соотношение между частотой дискретизации и шириной полосы сигнала, тем выше выигрыш от процесса.Фактически достижимо усиление до 30 дБ.

    Недискретизация и преобразование частоты

    Как указывалось ранее, под дискретизацией понимается процесс дискретизации с частотой, намного меньшей, чем половина фактической частоты сигнала. Например, сигнал 70 МГц, дискретизированный со скоростью 13 MSPS, является примером недостаточной дискретизации.

    Недостаточная выборка важна, потому что она может выполнять функцию, очень похожую на смешивание. Когда сигнал недостаточно дискретизирован, частоты накладываются на основную полосу или первую зону Найквиста, как если бы они изначально находились в основной полосе частот.Например, наш вышеупомянутый сигнал 70 МГц при выборке с частотой 13 MSPS будет отображаться на частоте 5 МГц. Математически это можно описать как:

    Это уравнение дает результирующую частоту в первой и второй зоне Найквиста. Поскольку АЦП присваивает всю информацию первой зоне Найквиста, результаты, полученные с помощью этого уравнения, должны быть проверены, чтобы убедиться, что они выше f SampleRate /2. Если да, то частота должна быть возвращена в первую зону Найквиста путем вычитания результата из f SampleRate .

    В таблице ниже показано, как сигналы могут быть объединены в полосу модулирующих частот и их спектральная ориентация. Хотя процесс выборки (наложения) отличается от микширования (умножения), результаты очень похожи, но периодичны в зависимости от частоты дискретизации. Другое явление — это обращение спектра. Как и в смесителях, некоторые продукты меняют местами в процессе выборки, например, переворачивание верхней и нижней боковой полосы. В таблице ниже также показано, какие случаи вызывают инверсию спектра.

    Входной сигнал Диапазон частот Сдвиг частоты Spectral Sense

    1 ул. Найквист

    Зона

    постоянного тока — FS / 2 Вход Нормальный

    2 nd Найквист

    Зона

    ФС / 2 — ФС FS-вход Перевернутое положение

    3 rd Найквист

    Зона

    ФС — 3 ФС / 2 Вход — FS Нормальный

    4 Найквист

    Зона

    3FS / 2 — 2FS 2FS — ввод Перевернутое положение

    5 Найквист

    Зона

    2FS — 5FS / 2 Вход — 2FS Нормальный

    Планирование частот и размещение ответвлений

    Одна из самых больших проблем при проектировании радиоархитектуры — это размещение ПЧ частот.Проблема усугубляется тем, что усилители возбуждения и АЦП имеют тенденцию генерировать нежелательные гармоники, которые проявляются в цифровом спектре преобразования данных в виде ложных сигналов. Независимо от того, является ли приложение широкополосным или нет, тщательный выбор частот дискретизации и частот ПЧ может разместить эти паразиты в местах, которые сделают их безвредными при использовании с цифровыми тюнерами / фильтрами, такими как AD6620, которые могут выбрать интересующий сигнал и отклонить все другие. Все это хорошо, потому что при тщательном выборе диапазона входных частот и частоты дискретизации, усилитель возбуждения и гармоники АЦП фактически могут быть выведены за пределы полосы частот.Передискретизация только упрощает дело, предоставляя больше спектра для безвредных гармоник.

    Например, если определено, что вторая и третья гармоники являются особенно высокими, путем тщательного выбора места падения аналогового сигнала относительно частоты дискретизации, эти вторая и третья гармоники могут быть размещены вне полосы. Для случая скорости кодирования, равной 40,96 MSPS, и ширины полосы сигнала 5,12 МГц, размещение ПЧ между 5,12 и 10,24 МГц помещает вторую и третью гармоники вне полосы, как показано в таблице ниже.Хотя этот пример очень прост, его можно адаптировать для множества различных приложений.

    Как видно, вторая и третья гармоники выходят за пределы интересующей полосы и не создают помех для основных составляющих. Следует отметить, что секунды и трети действительно перекрываются друг с другом, а псевдоним третей вокруг FS / 2. В табличной форме это выглядит, как показано ниже.

    Скорость кодирования: 40.96 MSPS
    Фундаментальный 5,12 — 10,24 МГц
    Вторая гармоника: 10,24 — 20,48 МГц
    Третья гармоника: 15,36 — 10,24 МГц

    Другой пример частотного планирования можно найти в недостаточной выборке.Если диапазон аналогового входного сигнала составляет от DC до FS / 2, тогда комбинация усилителя и фильтра должна соответствовать требуемым характеристикам. Однако, если сигнал помещается в третью зону Найквиста (от FS до 3FS / 2), от усилителя больше не требуется соответствие гармоническим характеристикам, требуемым спецификациями системы, поскольку все гармоники будут выходить за пределы полосы пропускания фильтра. Например, диапазон фильтра полосы пропускания может быть от FS до 3FS / 2. Вторая гармоника будет охватывать от 2FS до 3FS, что выходит далеко за пределы диапазона фильтров полосы пропускания.Затем нагрузка перекладывается на конструкцию фильтра при условии, что АЦП соответствует основным требованиям на интересующей частоте. Во многих приложениях это выгодный компромисс, поскольку многие сложные фильтры могут быть легко реализованы с использованием как методов ПАВ, так и LCR на этих относительно высоких частотах ПЧ. Хотя этот метод снижает гармонические характеристики усилителя возбуждения, нельзя жертвовать характеристиками интермодуляции.

    Использование этого метода для вывода гармоник за пределы интересующей зоны Найквиста позволяет легко фильтровать их, как показано выше.Однако, если АЦП по-прежнему генерирует собственные гармоники, можно использовать ранее описанный метод для тщательного выбора частоты дискретизации и аналоговой частоты, чтобы гармоники попадали в неиспользуемые участки полосы пропускания и подвергались цифровой фильтрации.

    Ожидаемые характеристики приемника

    Имея в виду эти мысли, как можно определить производительность радио и какие компромиссы можно сделать. Как показано ниже, можно использовать многие методы традиционной радиотехники. На протяжении всего обсуждения, приведенного ниже, существует некоторая разница между многоканальным и одноканальным радио.На них будет указано. Имейте в виду, что это обсуждение не завершено, и многие области остались незатронутыми. Дополнительную информацию по этому вопросу можно найти в одной из ссылок в конце этой статьи. Кроме того, это обсуждение касается только данных, доставленных в DSP. Многие приемники используют собственные схемы для дальнейшего повышения производительности за счет дополнительного подавления шума и устранения гетеродина.

    Для дальнейшего обсуждения типовая конструкция приемника показана выше.Рассматриваемое в этом разделе обсуждение начинается с антенны и заканчивается цифровым тюнером / фильтром в конце. За этой точкой находится цифровой процессор, который выходит за рамки данного обсуждения.

    Анализ начинается с нескольких предположений. Во-первых, предполагается, что приемник ограничен шумом. Это значит, что внутри полосы отсутствуют шпоры, которые в противном случае ограничили бы производительность. Разумно предположить, что выбор гетеродина и ПЧ может быть таким, что это правда. Кроме того, позже будет показано, что паразиты, генерируемые внутри АЦП, обычно не являются проблемой, поскольку их часто можно устранить с помощью дизеринга или разумного использования передискретизации и размещения сигнала.В некоторых случаях это может быть нереалистичным предположением, но они предоставляют отправную точку, с которой можно определить пределы производительности.

    Второе предположение состоит в том, что полоса пропускания входного каскада приемника — это наша полоса Найквиста. Хотя наша фактическая выделенная полоса пропускания может составлять всего 5 МГц, использование полосы Найквиста упростит вычисления на этом пути. Следовательно, частота дискретизации 65 MSPS даст полосу Найквиста 32,5 МГц.

    Доступная мощность шума

    Чтобы начать анализ, необходимо учесть шум на порте антенны.Поскольку правильно подобранная антенна, по-видимому, является резистивной, для определения напряжения шума на согласованных входных клеммах можно использовать следующее уравнение.

    Доступная мощность от источника, в данном случае антенны, составляет:

    Что упрощается, если предыдущее уравнение подставить в:

    Таким образом, в действительности доступная мощность шума от источника в этом случае не зависит от импеданса для ненулевых и конечных значений сопротивления.

    Это важно, потому что это точка отсчета, с которой будет сравниваться наш приемник. Когда речь идет о коэффициенте шума сцены, часто говорят, что она показывает на «x» дБ выше шума «kT». Это источник этого выражения.

    При прохождении каждого каскада через приемник этот шум уменьшается за счет коэффициента шума каскада, как описано ниже. Наконец, когда канал настраивается и фильтруется, большая часть шума удаляется, остается только то, что находится внутри интересующего канала.

    Рисунок каскадного шума

    Коэффициент шума — это показатель качества, используемый для описания того, сколько шума добавляется к сигналу в цепи приема радиостанции. Обычно он указывается в дБ, хотя при вычислении коэффициента шума используется числовое отношение (не логарифмическое). Не логарифмический коэффициент называется шумовым фактором и обычно обозначается как F , где он определяется, как показано ниже.

    После того, как каждому каскаду в радиостанции назначен коэффициент шума, его можно использовать для определения их каскадных характеристик.Общий коэффициент шума, относящийся к входному порту, можно вычислить следующим образом.

    Вышеупомянутые F — это коэффициенты шума для каждого из последовательных каскадов, а G — коэффициенты усиления каскадов. На данный момент ни коэффициент шума, ни коэффициенты усиления не представлены в логарифмической форме. Когда применяется это уравнение, все составляющие шума отражаются на порте антенны. Таким образом, доступный шум из предыдущего раздела может быть снижен непосредственно с помощью коэффициента шума.

    Например, если доступный шум составляет -100 дБмВт, вычисленный коэффициент шума составляет 10 дБ, а коэффициент преобразования равен 20 дБ, тогда общий эквивалентный шум на выходе составляет -70 дБмВт.

    При применении этих уравнений следует учитывать несколько моментов. Во-первых, пассивные компоненты предполагают, что коэффициент шума равен их потерям. Во-вторых, пассивные компоненты в серии можно суммировать до применения уравнения. Например, если два фильтра нижних частот включены последовательно, каждый с вносимыми потерями 3 дБ, они могут быть объединены, и потери одного элемента предположительно равны 6 дБ.Наконец, смесители часто не имеют коэффициента шума, установленного для них производителем. Если не указано иное, можно использовать вносимые потери, однако, если коэффициент шума поставляется вместе с устройством, его следует использовать.

    Коэффициенты шума и АЦП

    Хотя коэффициент шума можно назначить АЦП, часто бывает проще работать с АЦП по-другому. АЦП — это устройства напряжения, тогда как коэффициент шума на самом деле является проблемой мощности шума. Поэтому часто бывает проще обработать аналоговые части АЦП с точки зрения коэффициента шума, а затем преобразовать в напряжение на АЦП.Затем преобразуйте шум АЦП во входное опорное напряжение. Затем шум от аналогового сигнала и АЦП можно суммировать на входе АЦП, чтобы найти общий эффективный шум.

    Для этого приложения был выбран 12-битный аналого-цифровой преобразователь AD9042 или AD6640. Эти продукты могут производить выборку до 65 MSPS, скорость, подходящую для оцифровки AMPS всего диапазона и способную работать с опорной тактовой частотой GSM 5x. Этого более чем достаточно для приложений AMPS, GSM и CDMA. В таблице указано, что типичное отношение сигнал / шум составляет 68 дБ.Следовательно, следующим шагом является расчет снижения шума в приемнике из-за шумов АЦП. Опять же, самый простой метод — это преобразовать как SNR, так и шум приемника в среднеквадратичное значение. вольт, а затем суммируйте их для получения общего среднеквадратичного значения. шум. Если АЦП имеет входной диапазон от пика до пика 2 В:

    Это напряжение отражает все шумы АЦП, тепловые и квантовые. Полный диапазон АЦП составляет 0,707 В (действующее значение).

    После вычисления эквивалентного входного шума АЦП следующее вычисление — это шум, генерируемый самим приемником.Поскольку мы предполагаем, что полоса пропускания приемника равна полосе пропускания Найквиста, частота дискретизации 65 MSPS дает полосу пропускания 32,5 МГц. Исходя из имеющихся уравнений мощности шума, мощность шума от аналогового входного каскада составляет 134,55E15 Вт или -98,7 дБмВт. Это шум, присутствующий в антенне, который должен быть увеличен коэффициентом преобразования и уменьшен коэффициентом шума. Если усиление преобразования составляет 25 дБ, а коэффициент шума составляет 5 дБ, то шум, представленный входной цепи АЦП, составляет:

    на 50 Ом (134.9e-12 Вт). Поскольку входной импеданс АЦП составляет около 1000 Ом, мы должны либо согласовать с ним стандартное сопротивление ПЧ 50 Ом, либо уменьшить сопротивление АЦП. Разумный компромисс — уменьшить диапазон до 200 Ом с помощью параллельного резистора, а затем использовать трансформатор 1: 4 для согласования с остальными. Трансформатор также служит для преобразования несимметричного входа в сбалансированный сигнал, необходимого для АЦП, а также для обеспечения некоторого усиления по напряжению. Поскольку имеется скачок импеданса 1: 4, в этом процессе также увеличивается коэффициент усиления по напряжению, равный 2.

    Из этого уравнения, наше напряжение, возведенное в квадрат на 50 Ом, составляет 6,745e-9 или на 200 Ом, 26,98e-9.

    Теперь, когда мы знаем шум от АЦП и РЧ-интерфейса, общий шум в системе можно вычислить как квадратный корень из суммы квадратов. Таким образом, полное напряжение составляет 325,9 мкВ. Теперь это общий шум, присутствующий в АЦП из-за шума приемника и шума АЦП, включая шум квантования.

    Коэффициент преобразования и чувствительность

    Как это шумовое напряжение влияет на общую производительность АЦП? Предположим, что в полосе пропускания приемника присутствует только один радиочастотный сигнал.Тогда отношение сигнал / шум будет:

    .

    Поскольку это приложение с передискретизацией и фактическая ширина полосы сигнала намного меньше, чем частота дискретизации, шум будет значительно уменьшен после цифровой фильтрации. Поскольку полоса пропускания входного каскада такая же, как у нашего АЦП, и шум АЦП, и шум ВЧ / ПЧ будут улучшаться с той же скоростью. Поскольку многие стандарты связи поддерживают узкую полосу пропускания канала, мы примем канал 30 кГц. Таким образом, мы получаем 33,4 дБ от технологического усиления.Следовательно, наше исходное SNR 66,7 дБ теперь составляет 100,1 дБ. Помните, что отношение сигнал / шум увеличилось из-за фильтрации лишнего шума, что является источником усиления технологического процесса.

    Рисунок 13 Восемь равных силовых карданов

    Если это радиомодуль с несколькими несущими, динамический диапазон АЦП должен использоваться совместно с другими РЧ несущими. Например, если имеется восемь несущих одинаковой мощности, каждый сигнал не должен превышать 1/8 общего диапазона, если рассматриваются сигналы от пика к пику. Однако, поскольку обычно сигналы в приемнике не совпадают по фазе (поскольку пульты дистанционного управления не синхронизированы по фазе), сигналы будут синхронизироваться редко, если вообще когда-либо.Следовательно, требуется намного меньше требуемых 18 дБ. Поскольку на самом деле не более 2 сигналов могут быть синхронизированы одновременно, и поскольку они являются модулированными сигналами, только 3 дБ будут зарезервированы для целей запаса. В том случае, если сигналы действительно выравниваются и приводят к ограничению преобразователя, это произойдет всего за небольшую долю секунды, прежде чем условие перегрузки будет устранено. В случае радиосвязи с одной несущей не требуется места для головы.

    В зависимости от схемы модуляции для адекватной демодуляции требуется минимальное отношение C / N.Если схема цифровая, то следует учитывать коэффициент ошибок по битам (BER), как показано ниже. Предполагая, что требуется минимальное отношение C / N 10 дБ, наш уровень входного сигнала не может быть настолько малым, чтобы оставшееся отношение сигнал / шум было меньше 10 дБ. Таким образом, уровень нашего сигнала может упасть на 90,1 дБ от текущего уровня. Поскольку полный диапазон АЦП составляет +4 дБм (200 Ом), уровень сигнала на входе АЦП составляет –86,1 дБмВт. Если бы в тракте РЧ / ПЧ было усиление 25 дБ, то чувствительность приемника на антенне была бы –86,1 минус 25 дБ или –111.1 дБм. Если требуется более высокая чувствительность, то на этапах ВЧ / ПЧ можно использовать большее усиление. Однако коэффициент шума не зависит от усиления, и увеличение коэффициента усиления также может отрицательно сказаться на шумовых характеристиках дополнительных каскадов усиления.

    Рис.14.Частота ошибок по битам в зависимости от SNR

    АЦП, паразитные сигналы и дизеринг

    Пример с ограничением шума недостаточно полно демонстрирует истинные ограничения приемника. Другие ограничения, такие как SFDR, более жесткие, чем SNR и шум.Предположим, что аналого-цифровой преобразователь имеет спецификацию SFDR -80 дБFS или -76 дБм (полная шкала = + 4 дБм). Также предположим, что допустимое отношение несущей к источнику помех, C / I (отличное от C / N) составляет 18 дБ. Это означает, что минимальный уровень сигнала составляет -62 дБ полной шкалы (-80 плюс 18) или -58 дБм. На антенне это -83 дБмВт. Следовательно, как можно видеть, SFDR (однотональный или многотональный) будет ограничивать производительность приемника задолго до того, как будет достигнуто фактическое ограничение шума.

    Однако метод, известный как дизеринг, может значительно улучшить SFDR.Как показано в примечании к применению AN410 компании Analog Devices, добавление внеполосного шума может значительно улучшить SFDR до минимального уровня шума. Хотя величина дизеринга зависит от преобразователя, этот метод применим ко всем АЦП, пока статический DNL является ограничением производительности, а не проблемы переменного тока, такие как скорость нарастания. В AD9042, описанном в примечании к применению, добавленный шум составляет всего -32,5 дБмВт или 21 код среднеквадратичного значения. Как показано ниже, графики до и после дизеринга дают представление о потенциале улучшения.Проще говоря, дизеринг работает, беря когерентные паразитные сигналы, генерируемые АЦП, и рандомизирует их. Поскольку энергия паразитов должна быть сохранена, дизеринг просто вызывает их появление как дополнительный шум в нижней части преобразователя. Это можно наблюдать на графиках до и после дизеринга как небольшое увеличение среднего минимального уровня шума преобразователя. Таким образом, компромисс, достигнутый за счет использования внеполосного дизеринга, состоит в том, что буквально все генерируемые внутри паразитные сигналы могут быть удалены, однако есть небольшой удар в общем SNR преобразователя, который на практике составляет менее 1 дБ. потери чувствительности по сравнению с примером с ограничением шума и намного лучше, чем пример с ограничением SFDR, показанный ранее.

    АЦП без дизеринга

    АЦП с дизерингом

    Два важных момента о дизеринге перед закрытием темы. Во-первых, в приемнике с несколькими несущими нельзя ожидать, что ни один из каналов будет коррелирован. Если это так, то часто множественные сигналы будут служить самосмешиванием для канала приемника. Хотя в некоторых случаях это верно, иногда потребуется добавить дополнительный дизеринг для заполнения при слабой силе сигнала.

    Во-вторых, шума, вносимого только аналоговым входом, недостаточно для дизеринга АЦП.В приведенном выше примере было добавлено 32,5 дБм дизеринга, чтобы обеспечить оптимальное улучшение SFDR. Для сравнения, аналоговый входной каскад обеспечивает мощность шума только –68 дБм, что далеко от того, что необходимо для обеспечения оптимальной производительности.

    Точка пересечения третьего порядка

    Помимо преобразователя SFDR, РЧ-часть способствует ложным характеристикам приемника. Эти шпоры не подвержены влиянию таких методов, как дизеринг, и их необходимо устранять, чтобы предотвратить нарушение работы приемника.Перехват третьего порядка является важной мерой, поскольку уровни сигнала в цепи приема увеличиваются в зависимости от конструкции приемника.

    Чтобы понять, какой уровень производительности требуется от широкополосных радиочастотных компонентов, мы рассмотрим спецификацию GSM, возможно, самого требовательного из приложений приемника.

    Приемник GSM должен уметь восстанавливать сигнал с уровнем мощности от -13 до -104 дБм. Предположим также, что полная шкала АЦП составляет 0 дБмВт, а потери через фильтры приемника и смесители составляют 12 дБ.Кроме того, поскольку несколько сигналов должны обрабатываться одновременно, не следует использовать АРУ. Это снизит чувствительность к радиочастоте и приведет к потере более слабого сигнала. Используя эту информацию, рассчитывается усиление RF / IF, равное 25 дБ (0 = -13-6-6 + x).

    Рекомендации по перехвату входных данных 3-го порядка

    Требуемое усиление 25 дБ распределяется, как показано. Хотя полная система будет иметь дополнительные компоненты, это послужит нашему обсуждению. Исходя из этого, при полномасштабном сигнале GSM на уровне -13 дБм, на входе АЦП будет 0 дБм.Однако при минимальном сигнале GSM -104 дБм, сигнал на АЦП будет -91 дБм. С этого момента приведенное выше обсуждение может быть использовано для определения пригодности АЦП с точки зрения шумовых характеристик и характеристик паразитных помех.

    Теперь, имея эти сигналы и требуемые системные коэффициенты усиления, теперь можно проверить характеристики усилителя и смесителя при возбуждении полномасштабным сигналом -13 дБмВт. Решение для продуктов 3-го порядка по натурному сигналу:

    Предполагая, что общие паразитные характеристики должны быть больше 100 дБ, решение этого уравнения для входного усилителя показывает, что входной усилитель третьего порядка с IIP> +37 дБм.В смесителе уровень сигнала был увеличен на 10 дБ, а новый уровень сигнала составляет -3 дБмВт. Однако, поскольку микшеры указаны на их выходе, этот уровень снижается как минимум на 6 дБ до –9 дБм. Следовательно, для смесителя OIP> +41 дБм. Так как смесители указаны на их выходе. На последнем этапе усиления сигнал будет ослаблен до -9 дБмВт (как на выходе смесителя). Для усилителя ПЧ IIP> +41 дБм. Если эти характеристики соблюдены, то производительность должна быть равна

    .

    Джиттер тактового сигнала АЦП

    Одной из динамических характеристик, которая жизненно важна для хороших характеристик радиосвязи, является джиттер тактовой частоты АЦП.Несмотря на то, что низкий джиттер важен для отличных характеристик основной полосы частот, его влияние усиливается при дискретизации сигналов с более высокой частотой (более высокая скорость нарастания), например, в приложениях с недостаточной дискретизацией. Общий эффект плохой спецификации джиттера — уменьшение отношения сигнал / шум при увеличении входных частот. Термины апертурный джиттер и апертурная неопределенность часто меняются местами в тексте. В этом приложении они имеют то же значение. Неопределенность апертуры — это изменение от образца к образцу в процессе кодирования.Неопределенность апертуры имеет три остаточных эффекта: первый — это увеличение системного шума, второй — неопределенность фактической фазы самого дискретизированного сигнала и третий — межсимвольные помехи. При отборе ПЧ для достижения требуемых шумовых характеристик требуется погрешность апертуры менее 1 пс. С точки зрения фазовой точности и межсимвольной интерференции влияние апертурной неопределенности невелико. В худшем случае 1 пс среднеквадратичное значение. при ПЧ 250 МГц погрешность фазы равна 0.09 градусов среднеквадратичное. Это вполне приемлемо даже для требовательных спецификаций, таких как GSM. Поэтому основное внимание в этом анализе будет уделено общему вкладу шума из-за апертурной неопределенности.

    В синусоиде максимальная скорость нарастания приходится на переход через нуль. В этот момент скорость нарастания определяется первой производной синусоидальной функции, вычисленной при t = 0:

    .

    оценивается при t = 0, функция косинуса оценивается как 1, а уравнение упрощается до:

    Единицами скорости нарастания являются вольты в секунду, они показывают, насколько быстро сигнал проходит через нулевой переход входного сигнала.В системе дискретизации опорные часы используются для дискретизации входного сигнала. Если тактовые импульсы выборки имеют апертурную погрешность, генерируется напряжение ошибки. Это напряжение ошибки может быть определено умножением входной скорости нарастания на «джиттер».

    Анализируя единицы, можно увидеть, что это дает единицу вольт. Обычно неопределенность апертуры выражается в среднеквадратичных секундах. и, следовательно, напряжение ошибки будет в среднеквадратичном вольт. Дополнительный анализ этого уравнения показывает, что по мере увеличения частоты аналогового входа среднеквадратичное значение.напряжение ошибки также увеличивается прямо пропорционально неопределенности апертуры.

    В преобразователях ПЧ чистота тактовой частоты имеет огромное значение. Как и в процессе микширования, входной сигнал умножается на гетеродин или, в данном случае, тактовую частоту дискретизации. Поскольку умножение во времени является сверткой в ​​частотной области, спектр тактовой частоты дискретизации свертывается со спектром входного сигнала. Поскольку неопределенность апертуры — это широкополосный шум на тактовом сигнале, он также проявляется как широкополосный шум в дискретизированном спектре.А поскольку АЦП — это система дискретизации, спектр является периодическим и повторяется в зависимости от частоты дискретизации. Таким образом, этот широкополосный шум снижает минимальный уровень шума АЦП. Теоретическое соотношение сигнал / шум для АЦП, ограниченное неопределенностью апертуры, определяется следующим уравнением.

    Если это уравнение оценивается для аналогового входа 201 МГц и 0,7 пс среднеквадратичное значение. «Джиттер», теоретическое SNR ограничено 61 дБ. Следует отметить, что это то же самое требование, которое требовалось бы, если бы использовалась другая ступень смесителя.Следовательно, системы, которые требуют очень высокого динамического диапазона и очень высоких аналоговых входных частот, также требуют источника кодирования с очень низким «джиттером». При использовании стандартных модулей тактовых генераторов TTL / CMOS, 0,7 пс среднеквадратичное значение. был проверен как для АЦП, так и для генератора. Лучших показателей можно достичь с помощью модулей с низким уровнем шума.

    При рассмотрении общей производительности системы можно использовать более обобщенное уравнение. Это уравнение основано на предыдущем уравнении, но включает эффекты теплового шума и дифференциальной нелинейности.

    Хотя это простое уравнение, оно дает хорошее представление о шумовых характеристиках, которые можно ожидать от преобразователя данных.

    Фазовый шум

    Хотя фазовый шум синтезатора похож на джиттер на тактовой частоте кодирования, он немного по-другому влияет на приемник, но, в конце концов, эффекты очень похожи. Основное различие между джиттером и фазовым шумом состоит в том, что джиттер — это широкополосная проблема с однородной плотностью вокруг тактовой частоты дискретизации, а фазовый шум — это неравномерное распределение вокруг гетеродина, которое обычно становится лучше по мере удаления от тонального сигнала.Как и в случае с джиттером, чем меньше фазового шума, тем лучше.

    Поскольку гетеродин смешивается с входящим сигналом, шум гетеродина будет влиять на полезный сигнал. Процесс смесителя в частотной области — это свертка (процесс смесителя во временной области — это умножение). В результате смешения фазовый шум от гетеродина заставляет энергию из соседних (и активных) каналов интегрировать в желаемый канал как увеличенный минимальный уровень шума. Это называется взаимным перемешиванием. Чтобы определить количество шума в неиспользуемом канале, когда альтернативный канал занят сигналом полной мощности, предлагается следующий анализ.

    Опять же, поскольку GSM — сложная спецификация, это будет примером. В этом случае верно следующее уравнение.

    , где шум — это шум в желаемом канале, вызванный фазовым шумом, x (f) — фазовый шум, выраженный в формате, отличном от логарифма, а p (f) — это функция спектральной плотности функции GMSK. В этом примере предположим, что мощность сигнала GSM составляет -13 дБмВт. Также предположим, что гетеродин имеет постоянный по частоте фазовый шум (чаще всего фазовый шум уменьшается при смещении несущей).При этих предположениях, когда это уравнение интегрируется по ширине полосы канала, выпадает простое уравнение. Поскольку предполагалось, что x (f) постоянный (PN — фазовый шум), а интегрированная мощность полномасштабного канала GSM составляет -13 дБмВт, уравнение упрощается до:

    Поскольку цель состоит в том, чтобы требовать, чтобы фазовый шум был ниже теплового шума. Предполагая, что шум на смесителе такой же, как на антенне, можно использовать -121 дБм (шум в 200 кГц на антенне — P a = kTB ).Таким образом, фазовый шум гетеродина должен быть ниже -108 дБмВт при смещении 200 кГц.

    использованная литература

    Цифровая обработка ПЧ, Клэй Олмстед и Майк Петровски, TBD, сентябрь 1994 г., стр. 30 — 40.

    Методы недискретизации упрощают цифровое радио, Ричард Грошонг и Стивен Рускак, ​​Electronic Design, 23 мая 1991 г., стр. 67 — 78.

    Оптимизация АЦП для расширенной обработки сигналов, Том Гратцек и Фрэнк Мёрден, Микроволны и ВЧ перепечатка.

    Использование преобразователей с широким динамическим диапазоном для широкополосных радиоприемников, Брэд Брэннон, RF Design, май 1995 г., стр. 50 — 65.

    Exact FM Detection of Complex Time Series, Фред Харрис, Департамент электротехники и вычислительной техники, Государственный университет Сан-Диего, Сан-Диего, Калифорния 92182.

    Введение в радиочастотный дизайн, W.H. Хейворд, Прентис-Холл, 1982.

    Solid State Radio Engineering, Krauss, Bostian and Raab, John Wiley & Sons, 1980.

    Руководство по любительскому радио для начинающих, сделайте свое собственное | ОРЕЛ

    Когда-нибудь смотрели сериал «Очень странные дела» на Netflix? Это не просто грандиозное шоу с паранормальными явлениями, похожими на Стивена Кинга, в идеалистическом городке 80-х.Он также оснащен некоторыми превосходными электронными технологиями, которые были в расцвете сил еще в 80-х годах и до сих пор работают. В одной из сцен трое мальчиков сидят вокруг своего первого радиолюбителя в сопровождении учителя естественных наук. Для этих детей любительское радио было эквивалентом сегодняшних смартфонов или беспроводного Интернета и позволяло им общаться с другими людьми по всему миру без проводов между ними! Для Дастина, Майка и Лукаса радиолюбители были подобны воротам в невидимое и инопланетное измерение, позволяя им соединяться по беспроводной сети с некоторыми простыми электронными компонентами.О чем это будет для вас? Может быть, отличная возможность узнать об основах электроники? Давай выясним.

    Основы любительского радио

    Для тех, кто интересуется беспроводными технологиями и мастерингом, любительское радио дает хорошее введение в основы теории электроники и знания в области радиосвязи. И как только вы будете полностью оснащены необходимым оборудованием, мир станет вашим, чтобы общаться и общаться.

    Вы, вероятно, знаете о любительском радио в одном из наиболее важных случаев его использования — в качестве надежной системы связи в случае бедствия.Во времена кризиса, когда наши хрупкие сотовые сети и электросети не работают, радиолюбители продолжают работать. На эту беспроводную технологию полагаются как на единственный способ связи во время чрезвычайных ситуаций, и вы найдете добровольческие группы по оказанию чрезвычайной помощи, которые предлагают свои знания радиолюбителей для координации помощи и помощи тем, кто находится в их районе.

    Радиолюбители делают то, что умеют лучше всего во время кризиса. (Источник изображения)

    Использование любительского радио выходит далеко за рамки чрезвычайных ситуаций.Возьмем, к примеру, Международную космическую станцию ​​(МКС). Космонавт, путешествующий на борту, обычно берет с собой портативную радиолюбительскую радиостанцию ​​мощностью 1-5 Вт. Поднося радиоприемник к окну, что позволяет разместить его антенну на линии прямой видимости с другими радиостанциями на Земле, одинокий человек, летящий в космосе, может общаться с теми из нас, кто находится на земле, с помощью этой удивительной простой технологии. Помимо космических приключений и чрезвычайных ситуаций, радиолюбители также используются для:

    • Луна прыгает .Как будто отражения радиоволн от нашей ионосферы для увеличения дальности связи недостаточно. Некоторые радиолюбители получают удовольствие, отражая радиоволны от Луны, и общаются с другими людьми по всему миру.
    • Дистанционный набор . Другие операторы радиолюбителей примут участие в соревнованиях, чтобы узнать, со сколькими радиолюбителями они могут подключиться в отдаленных местах. Не удивляйтесь, если вам вернут открытку, когда вы войдете в контакт, это может стать отличной коллекцией на долгие годы.
    • Цифровые данные . Радиолюбители предназначены не только для голосовой связи. С некоторыми новыми технологиями передачи вы также можете отправлять цифровой сигнал по всему миру, чтобы делиться такими вещами, как изображения, без необходимости использования беспроводного Интернета.

    Отразите радиосигнал вверх и от Луны на еще большее расстояние. (Источник изображения)

    Конечно, этот список ни в коем случае не является исчерпывающим, и использование любительского радио ограничено только вашим воображением. По сути, энтузиасты радиолюбителей известны своей природой мастеров и изобретателей.Итак, хотите ли вы углубиться в беспроводную связь, развить свою теорию электроники или поэкспериментировать с цифровой сигнализацией, каждый производитель, увлекающийся радиолюбителями, найдет что-то для себя.

    Радиолюбительский спектр

    Как и другие беспроводные технологии, радиолюбители используют мощность электромагнитного излучения для передачи голоса, кода Морзе и цифровых данных по всему миру с помощью передатчиков, приемников и антенн. Это электромагнитное излучение распространяется в форме синусоидальной волны, и конкретная длина волны и частота волны будут определять, с каким электромагнитным сигналом вы работаете.Вы можете разбить электромагнитное излучение на спектр, как показано ниже, который классифицируется в порядке уменьшения длины волны и увеличения частоты, включая радиоволны, микроволны, инфракрасный, видимый свет, ультрафиолет, рентгеновские лучи и гамма-лучи.

    Существует множество разновидностей электромагнитного спектра. (Источник изображения)

    Из этих категорий радиолюбители работают исключительно в диапазоне радиоволн, который известен своими длинными волнами, которые могут варьироваться от 0.04 дюйма на расстояние более 62 миль! Однако детали становятся еще глубже. Затем радиочастоты снова разбиваются на еще один спектр, называемый радиочастотным спектром.

    Есть много устройств, которым приходится делить пространство в радиочастотном спектре. (Источник изображения)

    Этот спектр был нарезан FCC, чтобы зарезервировать определенные полосы частот для определенных радиотехнологий. Например, морская радиосвязь работает в диапазоне очень низких частот (VLF), а спутниковая связь работает в диапазоне чрезвычайно высоких частот (EHF).

    Что касается любительского радио, Федеральная комиссия связи США (FCC) выделила определенный набор частот, которые начинаются в радиодиапазоне AM на 1,6 МГц и заканчиваются на 1240 МГц. Этот диапазон включает два радиочастотных диапазона, очень высокие частоты (VHF) и сверхвысокие частоты (UHF), каждый из которых имеет свои плюсы и минусы.

    Очень высокие частоты (VHF)

    Вы обнаружите, что VHF находится в радиочастотном спектре от 30 до 300 МГц, с определенным диапазоном любительского радио, зарезервированным для 144–148 МГц. VHF обеспечивает симплексную систему связи, которая обеспечивает прямую связь между двумя радиолюбителями.Этот диапазон известен своей высокой надежностью, а также меньшей восприимчивостью к шуму от ближайшего электрического оборудования, что делает его предпочтительным для многих радиолюбителей.

    Отличный пример антенны ретранслятора, перемещающей радиосигнал. (Источник изображения)

    При связи в диапазоне VHF, радиолюбители обычно используют ретрансляторы, установленные по всей стране местными радиоклубами. Эти большие, похожие на антенны структуры могут принимать и ретранслировать сигналы, отправленные от любительского радио, что значительно расширяет зону его действия.Более того, многие из этих ретрансляторов питаются от солнечной батареи или имеют встроенное резервное питание, что делает их идеальными для поддержания связи во время чрезвычайных ситуаций.

    Ультравысокая частота (UHF)

    Двигаясь вверх по радиочастотному спектру, мы получаем сверхвысокие частоты, которые варьируются от 300 МГц до 3 ГГц. Радиолюбители будут использовать диапазон частот 420–450 МГц. В отличие от надежных радиоволн УКВ, УВЧ имеет гораздо более короткую длину волны и подвержен помехам практически от любого твердого объекта, будь то здание, блокирующее ваш сигнал или даже ваше тело.С другой стороны, UHF имеет более широкую полосу пропускания, и вы обнаружите более широкий частотный диапазон и качество аудиосигнала при общении в этом диапазоне.

    Хэмминг по деньгам за оборудование

    Если вы хотите заняться радиолюбительским хобби, у вас есть несколько вариантов оборудования. Если вы хотите построить себе хижину для радиолюбителей, рассчитывайте вложить сотни или тысячи долларов, чтобы начать работу.

    В наши дни есть несколько более дешевых вариантов, которые позволяют производителю начать заниматься радиолюбительством всего за 25 долларов.Простой трансивер BaoFeng на Amazon позволит вам настраиваться и разговаривать по всему миру, не взламывая ваш кошелек. Это может быть отличным способом изучить это новое хобби, получить лицензию на радиолюбители и посмотреть, хотите ли вы инвестировать дальше. Если вы все же решите пойти по пути строительства собственной хижины для радиолюбителей, то рассчитывайте инвестировать в следующие части:

    Ресивер

    Сканирующий приемник позволит вам слушать на различных радиодиапазонах, и эта коробка будет либо в настольной, либо в портативной версии.Многие приемники в наши дни также будут иметь модуль памяти, который позволяет сохранять ваши любимые частоты.

    Приемопередатчик

    Также есть возможность приобрести трансивер, который объединяет в себе приемник и передатчик в одном корпусе. Обычно это двухметровые однодиапазонные модели для основных радиолюбителей. Однако, если вы планируете обновить свою лицензию для радиолюбителей в будущем, вы можете выбрать себе двух- или трехдиапазонный трансивер, чтобы получить больше возможностей связи.

    Современный трансивер с аналоговым и цифровым управлением. (Источник изображения)

    Антенна

    Если у вас есть дом или открытая площадка, возможно, вам стоит подумать о приобретении антенны. Они будут либо всенаправленными, которые отправляют сигнал во всех направлениях, либо направленными, которые отправляют сигнал по прямому пути. Есть также мобильные антенны, которые вы можете установить на свой автомобиль, чтобы усилить сигнал в дороге.

    Антенны могут быть любых форм и размеров, вот одна из них, которая отлично подойдет, если у вас большой задний двор.(Источник изображения)

    Это лишь некоторые из элементов, которые вам понадобятся при создании собственной хижины для радиолюбителей. Тем не менее, в проекте еще много чего интересного, включая такие вещи, как блок питания, микрофон и все необходимые кабели. Обязательно ознакомьтесь с этой статьей на Makezine о том, как настроить хижину для радиолюбителей, чтобы узнать больше.

    Получение лицензии на радиолюбитель

    Готовы заняться радиолюбительским хобби? Не так быстро! Для легального управления радиолюбителями вам необходимо получить лицензию.Тест, который вы пройдете, будет охватывать знания в области теории электроники, правил радиолюбительства и правил. Доступны три типа лицензий, в том числе:

    • Техник . Эта лицензия идеально подходит для тех, кто только начинает заниматься радиолюбительством. Технический тест включает 35 вопросов и будет охватывать основные правила радиолюбителей, безопасность и основы теории электроники. После завершения вы получите лицензию на связь в диапазонах частот VHF, UHF и микроволнового диапазона.
    • Общие . Обладая генеральной лицензией, вы разблокируете все привилегии технической лицензии, а также возможность общаться на частотах в диапазоне высоких частот (HF).
    • Экстра . Лицензия Extra содержит более 700 вопросов и требует серьезного изучения. Если вы пройдете этот тест, вы получите все привилегии Технической и Генеральной лицензии, а также доступ к эксклюзивным поддиапазонам.

    Чтобы начать процесс получения лицензии на радиолюбители, вам, вероятно, захочется найти класс или книгу, в которой можно будет покопаться, а затем пройти тест.В HamRadio 360 есть отличный список учебных материалов, с которых вы можете начать. Когда вы узнаете свои вещи, вам нужно будет поискать местный клуб в вашем районе для тестирования. Национальная ассоциация любительского радио (ARRL) — отличный ресурс, чтобы найти место в вашем городе.

    Когда вы хотите строить, а не покупайте

    Общение с радиолюбителем само по себе является отличным хобби, но если вы читаете этот блог как опытный дизайнер электроники, то, скорее всего, вам захочется большего, поэтому есть два пути.

    Если вам интересно узнать, какие электронные компоненты находятся внутри современных радиолюбителей, загляните в Teardown Tuesday: Baofeng Amateur Radio Transceiver от All About Circuits, чтобы увидеть все хорошее, что находится внутри.

    Радиолюбительский трансивер Baofeng содержит ряд серьезных технологий. (Источник изображения)

    Теперь, если вы хотите погрузиться в глубину и спроектировать свою собственную схему любительского радио, мы предлагаем вам бесплатный веб-семинар по запросу.Вот что вы можете ожидать:

    • Вы узнаете, как разработать полную систему управления питанием постоянного тока со встроенным измерителем заряда, выключателем при низком напряжении и переключателем аварийного переключения для портативной радиостанции.
    • Вы узнаете, как использовать повседневные сквозные компоненты для проектирования и изготовления собственного портативного и доступного радиооборудования.
    • Вы узнаете, какие соображения необходимо учитывать в процессе проектирования радиосхемы, чтобы выбрать правильный транзистор, радиатор, типы корпусов и ширину / толщину меди.

    Этот вебинар был проведен Джорджем Зафиропулосом, заядлым радиолюбителем и соведущим подкаста HamRadio 360 Workbench.

    Смотрите запись вебинара здесь:

    И не стесняйтесь комментировать!

    Начните разработку своей первой радиосхемы в Autodesk EAGLE уже сегодня!

    Производитель радиомодулей | CIRCUIT DESIGN, INC.

    Австрия

    Circuit Design GmbH

    Телефон: + 49-89-358283-60
    Электронная почта: info @ circuitdesign.de

    Reimesch Kommunikationssysteme

    GmbH

    Телефон: + 49-2204-584751
    Эл. Почта: [email protected]

    Бельгия

    IDVISION bvba

    Телефон: + 32-57-216141
    Эл. Почта: [email protected]

    Чешская Республика

    MICRORISC s.r.o.

    Телефон: + 420-493-538-125
    Электронная почта: [email protected]

    Дания

    Acal BFi Nordic AB (Дания)

    Телефон: + 45-7026-2225
    Эл. Почта: [email protected]

    Финляндия

    Acal BFi Nordic AB (Финляндия)

    Телефон: + 358-207-969-770
    Электронная почта: info @ acalbfi.fi

    Франция

    Taiel Electronique

    Телефон: + 33-610-482403
    Электронная почта: [email protected]

    Германия

    Circuit Design GmbH

    Телефон: + 49-89-358283-60
    Электронная почта: info @ circuitdesign.de

    Reimesch Kommunikationssysteme

    GmbH

    Телефон: + 49-2204-584751
    Эл. Почта: [email protected]

    Италия

    RAFI S.r.l.

    Телефон: + 39-011-9663113
    Электронная почта: [email protected]

    Люксембург

    IDVISION bvba

    Телефон: + 32-57-216141
    Электронная почта: info @ idvision.нетто

    Нидерланды

    IDVISION bvba

    Телефон: + 32-57-216141
    Эл. Почта: [email protected]

    Норвегия

    Acal BFi Nordic AB (Норвегия)

    Телефон: + 47-32162060
    Эл. Почта: [email protected]

    Польша

    MICRORISC s.r.o.

    Телефон: + 420-493-538-125
    Электронная почта: [email protected]

    Португалия

    FQ Ingenieria Электроника

    Телефон: + 34-93-2080258
    Эл. Почта: [email protected]

    Словацкая Республика

    MICRORISC s.r.o.

    Телефон: + 420-493-538-125
    Электронная почта: [email protected]

    Испания

    Аффинитетная группа

    Телефон: + 34-902-103-686
    Эл. Почта: [email protected]

    Швеция

    Acal BFi Nordic AB (Швеция)

    Телефон: + 46-8-5465-6500
    Электронная почта: info @ acalbfi.se

    Соединенное Королевство

    Low Power Radio Solutions Ltd.

    Телефон: + 44-1993-709418
    Эл. Почта: [email protected]

    RF Производство печатных плат | Печатные платы смешанных сигналов и СВЧ

    RF PCB — Радиочастотные печатные платы

    Радиочастотные печатные платы (RF PCB) — захватывающий, быстрорастущий сектор индустрии производства печатных плат.

    Они также невероятно сложны с головокружительным набором вариантов. Инженеры San Francisco Circuits могут помочь вам на каждом этапе процесса изготовления и сборки, включая выбор материала и основные проблемы производства высокочастотных печатных плат, о которых необходимо знать.

    Что такое печатная плата RF?

    В общем, индустрия печатных плат рассматривает радиочастотную печатную плату как любую высокочастотную печатную плату, работающую на частотах выше 100 МГц.

    В радиочастотном классе все, что выше 2 ГГц, относится к печатной плате Microwave.

    Что такое микроволновая печатная плата?

    Основное различие между печатными платами RF и печатными платами микроволн заключается в радиочастоте, на которой они работают. Микроволновые печатные платы классифицируются как любые радиочастотные платы, работающие на частотах выше 2 ГГц.

    Печатные платы RF и микроволновые печатные платы используются для сигналов связи в любом приложении, которое требует приема и передачи радиосигналов. Например, некоторые общие приложения — сотовые телефоны и радары.

    Печатная плата СВЧ и ВЧ схемы — общие проблемы и решения

    Платы ВЧ и ПП для СВЧ особенно сложны в разработке по сравнению с традиционными компоновками печатных плат. Это связано с проблемами, которые могут возникнуть при приеме или передаче радиосигналов. Некоторые из основных проблем — это чувствительность к шуму и более жесткие допуски по сопротивлению

    По сравнению с традиционными печатными платами, радио- и микроволновые сигналы очень чувствительны к шуму, а также требуют гораздо более жестких допусков по сопротивлению.Лучшее решение этих проблем — использовать планы местности и использовать большой радиус изгиба на трассах с контролируемым сопротивлением. Эти решения в конечном итоге позволят печатной плате ВЧ / СВЧ достичь наилучших характеристик.

    Приложения RF Board

    Радиочастотные платы имеют множество различных приложений, включая беспроводные технологии, смартфоны, датчики, робототехнику и безопасность. С появлением новых технологий, которые раздвигают границы электроники, спрос на ВЧ-платы растет.

    Поиск компетентного производителя высокочастотных печатных плат имеет решающее значение для обеспечения своевременного изготовления плат в соответствии с высокими стандартами качества. Наша репутация говорит сама за себя. Мы гордимся тем, что воплощаем в жизнь самые сложные концепции компоновки.

    РФ МАТЕРИАЛЫ ПО ПРИЛОЖЕНИЮ

    Мы можем помочь во всем: от экономии на простой доске до рекомендаций по изготовлению ультрасовременных пятидесятислойных дизайнов. Чтобы упростить поиск, вот несколько рекомендаций по материалам в зависимости от области применения и технологичности:

    Важное примечание: В каждой отрасли существует широкий спектр приложений, требований и бюджетов.

    В таблице ниже представлены общие рекомендации, но чтобы найти лучшие материалы для печатных плат для вашего конкретного проекта, свяжитесь с нашими инженерами.

    Заявление РФ РФ Материалы Связующие материалы Атрибуты
    Бытовая электроника

    RO3006

    RO3010

    RO4835

    Bondply серии RO3000

    2929 Bondply

    Рентабельность с надежными электрическими и тепловыми характеристиками

    Армия / Космос

    RT / Duroid

    RO4000

    RO4450B / RO4450F

    Лучшие электрические и тепловые характеристики и устойчивость к окружающей среде

    Приложения высокой мощности

    6035HTC

    XT / Duroid

    Превосходное управление температурным режимом

    Медицинский

    RO4350B

    RO4400 Bondply / 2929

    Bondply

    Универсальные высокопроизводительные свойства для различных типов устройств

    Авто

    RO3003

    RO4000

    RO4350B

    RO4400 Bondply

    Превосходные электрические характеристики, совместимые со стандартными производственными процессами

    Промышленный

    RO4835

    RO4350B

    XT / Duroid

    2929 Bondply

    RO4400 Bondply

    Превосходная долговечность и устойчивость к воздействию окружающей среды, включая окисление

    Рекомендации по проектированию и производству радиочастотных схем

    Радиочастотные схемы сложны.Фактически, это было названо «черной магией» — фраза, произнесенная приглушенными голосами вокруг водяных охладителей ветеранами-инженерами.

    Производство высокочастотных печатных плат, безусловно, является сложной задачей, но в этом нет ничего волшебного.

    Ниже приведены несколько ключевых факторов, которые инженеры должны учитывать при приближении к производственному проекту RF.

    1. Некоторые константы, такие как диэлектрическая проницаемость, можно рассматривать как одно значение в приложениях, не относящихся к ВЧ, но они становятся более динамичными в мощных частотных диапазонах ВЧ.

    2. Управление теплом внутри платы, чтобы гарантировать, что она выдержит значительные термические нагрузки, возникающие при сборке печатной платы, имеет жизненно важное значение. На этапе сверления тепловые свойства материала будут играть решающую роль в выравнивании многослойных штабелей от слоя к слою.

    3. Расстояние между элементами также будет играть важную роль, поскольку платы RF склонны взаимодействовать со смежными функциями неожиданным образом.

    4. Выбор подходящих материалов на основе целевого применения и бюджета имеет решающее значение, так как большинство оставшихся проблем возникнут в результате этого выбора.

    Важные свойства материалов для печатных плат RF

    Выбор подходящего материала, возможно, является наиболее важным решением в процессе производства ВЧ-платы.

    Многие другие ключевые факторы, влияющие на производительность, технологичность и стоимость платы, начинаются здесь. Прежде чем рассматривать выбор материала, важно понять ключевые свойства, которые определяют материалы плат RF.

    Кредит изображения: Rogers Corp

    График Dk / Df vs.Кривая частоты для стандартного материала. На этом графике с использованием обычного материала показано изменение диэлектрической проницаемости материала печатной платы от самых низких частот до самых высоких частот с влиянием дипольных моментов материала.

    Динамическая диэлектрическая проницаемость

    Диэлектрическая проницаемость измеряет способность материала накапливать электрическую энергию в электрическом поле.

    Он зависит от направления, поэтому диэлектрическая проницаемость может изменяться в зависимости от оси материала.К сожалению, он может смещаться в условиях высоких частот радиочастоты, поэтому его нельзя принимать за чистую монету.

    Важно понимать, в каком диапазоне частот тестировался материал, какой метод тестирования использовался и есть ли значения для диапазонов частот и условий, которые точно соответствуют вашему целевому применению.

    Коэффициент теплового расширения

    Коэффициент теплового расширения (КТР) объясняет, как размер объекта изменяется при изменении температуры.Это также способ измерения термостойкости. Это оказывает огромное влияние на этапы сверления и сборки при производстве печатных плат.

    В многослойной стопке разные материалы с разным CTE будут менять форму с разной скоростью. Когда слой выше растет быстрее, чем слой ниже, выравнивание становится серьезной проблемой во время процесса сверления.

    ПТФЭ, один из наиболее часто используемых радиочастотных материалов из-за своего высокого качества, может размазаться при сверлении, если он станет слишком горячим и его невозможно удалить.На этапе сборки, когда компоненты припаиваются, КТР влияет на то, насколько хорошо он выдержит термическое напряжение при пайке. Плохое КТР может привести к поломке платы на последней стадии производства, что является дорогостоящей ошибкой, которую лучше избегать.

    Чтобы смягчить эти проблемы, материал с более низким CTE будет лучше справляться с физическими нагрузками, связанными с сверлением и сборкой.

    Касательная потери

    Касательная потерь, как и динамическая диэлектрическая проницаемость, является одним из тех сложных эффектов, которые проявляются в ВЧ-диапазоне, но не столь проблематичны для низкочастотных конструкций.Это следствие молекулярной структуры самого материала.

    По мере увеличения частоты происходит потеря сигнала, потому что он сгорает в виде тепла. В аналоговой цепи происходит потеря амплитуды.

    В сложных многослойных платах компоненты могут становиться довольно плотными, и необходимо учитывать дополнительное тепло, выделяемое во время работы.

    Шаг

    Интервал может быть сложным в ВЧ-приложениях из-за перекрестных помех и того, что называется «скин-эффектом».”

    Перекрестные помехи — это когда плата начинает взаимодействовать сама с собой, например, сигналы, перетекающие в соседние компоненты, и нежелательное взаимодействие. Скин-эффект — это когда сопротивление дорожки начинает увеличиваться, что приводит к резистивным потерям и добавлению тепла в цепь. Это обусловлено несколькими факторами, такими как ширина и длина следа, и может стать очень проблематичным при увеличении частоты.

    Минимальные безопасные расстояния зависят от различных факторов. Если у вас есть вопрос о минимальном интервале или вам нужны другие рекомендации по проектированию RF PCB, свяжитесь с SFC сегодня.

    Поглощение влаги

    Еще одна вещь, которую следует учитывать, — это среда, в которой будет работать ваше устройство. Если плата окажется в лаборатории с контролируемым воздухом, способность материала поглощать влагу может не беспокоить вас. Но если доска собирается находиться на улице, под дождем или может проводить короткие незапланированные поездки под водой, то попадание влаги становится более важным приоритетом.

    Стоимость против производительности

    Некоторые материалы обладают прекрасными свойствами.Их диэлектрическая проницаемость и КТР, кажется, созданы для вашего целевого применения. К сожалению, эти материалы часто бывают дорогими. Достижение разумного баланса между стоимостью, электрическими характеристиками и термостойкостью сложно, но отнюдь не невозможно.

    Общие типы материалов RF

    Радиочастотные материалы обычно представляют собой комбинацию ПТФЭ, керамики, углеводородов и различных форм стекла.

    ПТФЭ с микростекловолокном или тканое стекло — лучший материал, когда качество важнее цены.Если бюджет ограничен, но высокое качество по-прежнему востребовано, то ПТФЭ с керамическим наполнителем сохраняет большую часть качества, но его легче производить, что снижает стоимость.

    Керамику, наполненную углеводородом, построить еще проще, хотя надежность сигнала значительно снижается.

    Помимо цены и электрических характеристик, термостойкость важна для всех, кто будет подвергать свои устройства нагрузкам при пайке при сборке, использовать многослойные платы в сложных сценариях сверления или развертывать конечный продукт в условиях высоких температур, например, в аэрокосмической отрасли.

    ПТФЭ с микростекловолокном или тканым стеклом имеет отличные электрические свойства, но высокий КТР. ПТФЭ с керамическим наполнителем обладает прекрасными электрическими характеристиками и низким КТР, что делает его термически более жестким выбором. Углеводород с керамическим наполнителем имеет более низкие электрические характеристики, но также имеет очень низкий КТР.

    Что касается влаги, керамика из ПТФЭ будет иметь более низкую скорость поглощения влаги, но после включения тканого стекла этот уровень влажности может стать намного выше.Однако добавление углеводорода в керамику из ПТФЭ приводит к гораздо меньшему увеличению поглощения влаги, что делает ее хорошим выбором для баланса стоимости и устойчивости к влажным средам.

    FR4

    Есть еще один материал, о котором вы, возможно, слышали, вероятно, в контексте разногласий — FR4. Безусловно, самый дешевый вариант, реакции на этот сравнительно недорогой материал неоднозначны.

    Некоторые инженеры вообще не считают его подходящим в качестве радиочастотного материала.Другие думают, что ему есть место в вещах, для менее требовательных низкочастотных РЧ-приложений. Тангенс угла потерь в этом материале, безусловно, хуже, и он не является хорошим выбором для мощных или широкополосных приложений.

    Если бюджет ограничен, и вы рассматриваете FR4 для маломощного низкочастотного приложения, свяжитесь с SFC, и мы поможем вам оценить ваши варианты с нашим инженерным опытом.

    Связующие материалы

    Ни одна доска не была бы полноценной без связующих материалов.Некоторые распространенные типы связующего материала для ВЧ-приложений включают FEP, PTFE с керамическим наполнителем и LCP. В общем смысле предпочтительны более низкие температуры ламинирования, но также следите за температурой повторного плавления, если плата будет подвергаться интенсивным тепловым условиям во время изготовления или эксплуатации, таких как пайка.

    FEP и LCP имеют более низкие температуры ламинирования, но также более низкие температуры повторного плавления. Они могут быть отличным выбором для приложений, в которых не нужно беспокоиться о пайке и термической нагрузке.Для чего-то более термостойкого существуют различные типы ПТФЭ с керамическим наполнителем, которые имеют более высокие температуры оплавления, хотя и с повышенными порогами ламинирования.

    Выбор и комбинирование материалов

    Многие радиочастотные печатные платы и микроволновые печатные платы являются многослойными, и свойства платы можно точно настроить путем смешивания и согласования различных материалов, чтобы усилить баланс электрических характеристик, тепловых свойств и стоимости.

    Композитные платы, часто называемые гибридными многослойными печатными платами, могут быть трудными в изготовлении, поскольку многие межслойные взаимодействия должны приниматься во внимание на нескольких этапах производственного процесса печатной платы.Также возникают дополнительные проблемы, такие как конструкция печатной платы со смешанными сигналами, которая объединяет аналоговые и цифровые компоненты, создавая список переменных, который становится довольно большим.

    С таким большим количеством текущих приложений и появляющимися рынками для РЧ-печатных плат и микроволновых печатных плат, будущее действительно светлое.

    Однако ВЧ-платы явно сложны и имеют много переменных, которые необходимо учитывать, и демонстрируют необычное поведение, которое не характерно для их низкочастотных собратьев. Хотя это может быть сложно, это не «черная магия».”

    Если вы собираетесь производить печатные платы для микроволновых или радиочастотных схем и у вас есть вопросы, связанные с производством, или если вы нуждаетесь в расценках, компания SFC готова помочь с их обширными инженерными знаниями.

    Позвоните нам: 1-800-SFC-5143

    Или НАПИШИТЕ НАМ, чтобы обсудить и процитировать ваш проект

    .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *