Πώς να επιτευχθεί η σιωπή του ραδιοφώνου σε ένα κουτί - 💡 Fix My Ideas

Πώς να επιτευχθεί η σιωπή του ραδιοφώνου σε ένα κουτί

Πώς να επιτευχθεί η σιωπή του ραδιοφώνου σε ένα κουτί


Συγγραφέας: Ethan Holmes, 2019

Ένα μικρό υπόβαθρο: Έχω σχεδιάσει τι είναι, μεταξύ άλλων, ένα μικρό μικροσκοπικό ραδιόφωνο μόντεμ VHF για goTenna, μια εκκίνηση υλικού στο Μπρούκλιν. Είναι ένας πολύ απαιτητικός σχεδιασμός, με αυστηρά όρια στη διάρκεια ζωής της μπαταρίας, το μέγεθος, το σχήμα, την εμβέλεια, την ισχύ - ό, τι μπορείτε να σκεφτείτε είναι στην άκρη του τι μπορεί να γίνει. Το σημείο του goTenna είναι ότι μπορείτε να συνδυάσετε τη συσκευή με το smartphone σας, ώστε να μπορείτε να στέλνετε επικοινωνίες μικρής διάρκειας (π.χ. μηνύματα κειμένου, γεωγραφικές τοποθεσίες) smartphone σε smartphone (φυσικά μέσω goTenna) συνδεσιμότητα. Ναι, αυτό είναι σωστό: εντελώς off-grid, 100% αποκεντρωμένες επικοινωνίες χρησιμοποιώντας το τηλέφωνο που έχετε ήδη σε σας όλη την ώρα! (Και η goTenna συνεχίζει την προ-παραγγελία σήμερα: μάθετε περισσότερα για το goTenna και αγοράστε ένα ζευγάρι για $ 149.99 εδώ!) Στη διαδικασία έχω μάθει πολλές νέες τεχνικές. Ελπίζω να τα μοιραστώ μαζί σας, εκκολαπτόμενο μηχανικό RF! Σήμερα, συζητάμε για τη μέτρηση της ευαισθησίας του ραδιοφώνου.

Σε οποιαδήποτε ραδιοζεύξη, η περιοχή καθορίζεται από δύο απλούς παράγοντες - τη δύναμη μετάδοσης και την ευαισθησία. Όσο καλύτερα είναι το καθένα, τόσο το καλύτερο είναι το εύρος. Και οι δύο μετριούνται σε dBm, και η αλλαγή είτε έχει, κατά dBm, περίπου το ίδιο αποτέλεσμα. Μια βελτίωση 15 dBm στην ισχύ εκπομπής πρόκειται να επιτύχει τις ίδιες βελτιώσεις εύρους με μια βελτίωση 15 dBm στην ευαισθησία λήψης. Έτσι, όταν εξαντλήσουμε τις βελτιώσεις που μπορούμε να κάνουμε αυξάνοντας την ισχύ μετάδοσης, έρχεται η στιγμή να βελτιωθεί η ευαισθησία.

Για να μεγιστοποιήσουμε και να βελτιώσουμε τη συσκευή μας, πρέπει να είμαστε σε θέση να μετρήσουμε την επίδραση αυτών των τροποποιήσεων. Αυτό που κάναμε ήταν να δημιουργήσουμε μια δοκιμή BER (bit error rate). Αρχικά δημιουργήσαμε μια σταθερή ακολουθία ψευδοτυχιών που ήταν η ίδια τόσο στον πομπό όσο και στον δέκτη μας. Όταν αυτό το σήμα είναι ισχυρό, ο δέκτης θα ταιριάζει με τα εισερχόμενα bits με το δικό του εσωτερικό αντίγραφο της ακολουθίας. Εάν όλα αντιστοιχούν στις αναφορές σφαλμάτων ως μηδέν. Με ένα ασθενέστερο σήμα, ο αριθμός των δυαδικών ψηφίων που δεν ταιριάζουν αυξάνεται και έτσι ο αριθμός BER. Με άλλα λόγια, ο BER είναι ο αριθμός των δυαδικών ψηφίων σφάλματος διαιρούμενος με τον συνολικό αριθμό των μεταδιδόμενων bits. Εφόσον ο ΚΑΚ είναι κάτω από ένα όριο - στην περίπτωσή μας το 1% - γνωρίζουμε ότι ο σύνδεσμος είναι καλός και οποιοσδήποτε αριθμός παίρνουμε σε αυτό το σημείο είναι οι αριθμοί που χαρακτηρίζουν τον υπό δοκιμή εξοπλισμό.

Η μέτρηση των σημάτων εξαιρετικά χαμηλής ισχύος δεν είναι εύκολη. Η ευαισθησία στόχος -123dBm είναι το ένα εκατοστό του femtowatt. Αυτό είναι παράλογη μικρή ενέργεια! Ενώ μπορούμε να παρατηρήσουμε ότι με τον εξοπλισμό δοκιμής μας, οι αριθμοί γίνονται ολοένα και πιο ανακριβείς καθώς διαβάζουμε χαμηλότερα επίπεδα ισχύος. Αντ 'αυτού, αυτό που θα κάνουμε είναι να μετρήσουμε με ακρίβεια τη δύναμη στον πομπό απευθείας και να το μειώσουμε με ένα εξασθενητή υψηλής ποιότητας. Αφαιρούμε την τιμή του εξασθενητή (όπως διαβάζεται από τον επιλογέα) από την γνωστή ισχύ εξόδου και η προκύπτουσα τιμή σε dBm θεωρείται ότι είναι αυτό που φτάνει στον δέκτη. Το μόνο λάθος είναι στον ίδιο τον εξασθενητή, συνήθως περίπου ένα ή δύο dB.

σχήμα 0, ένα σχηματικό σχήμα της ρύθμισής μας

Τι συμβαίνει με ένα παράδειγμα. Ο πομπός μας λειτουργεί σε 32dBm. Εάν συνδέσουμε ένα άκρο του εξασθενητή μου στον πομπό και έβαλα τον εξασθενητή μου σε -155dB, η ισχύς που βγαίνει από την άλλη άκρη θα είναι -123dBm. Εάν ο παραλήπτης αναφέρει ένα BER καλύτερη από 1%, τότε μπορώ να πω ότι έχουμε επιτύχει το στόχο μας για ευαισθησία -123dBm. Αυτό το παράδειγμα είναι ένα πραγματικό αποτέλεσμα που πήραμε στο εργαστήριο.

Μεγάλος! Δείχνει καλά! Είμαστε όλοι μεγαλοφυείς. Αν λειτουργεί τόσο καλά, ας προσπαθήσουμε να βγάλουμε το εξασθενητή ακόμα περισσότερο. Στο -133, εξακολουθεί να μηδενική BER. Τώρα -160, BER του 0. WOW! -180, εξακολουθεί να μηδενική BER. Πρέπει να είμαι κάποιος σούπερ ιδιοφυλόφιλος μηχανικός RF που ανακάλυψε μέχρι τώρα άγνωστα σούπερ ευαίσθητα κυκλώματα! Τώρα μπορούν να χρησιμοποιήσουν κινητά τηλέφωνα στο ISS, όλα εξαιτίας των εκπληκτικών δεξιοτήτων μου! Θέλω το NOBEL PRIZE μου!

Χαχα όχι.

το σχήμα 1, η εγκατάσταση χωρίς κουτί και ο αναλυτής σε προβολή που δείχνει αδέσποτο σήμα

Είναι αδέσποτη ενέργεια που μαστίζει τη μέτρηση. Στη δοκιμή μας, αντικαταστήσαμε την κεραία με θωρακισμένο ομοαξονικό καλώδιο. Αυτό το καλώδιο συνδέεται με τον εξασθενητή και στη συνέχεια μεταφέρεται περισσότερο καλώδιο στον δέκτη. Θεωρητικά, όλη η ισχύς του ραδιοφώνου θα πρέπει να παραμείνει εντός του εξασθενητή και των καλωδίων. Στην πραγματικότητα ένα καλό ποσό προέρχεται από τα άλλα εξαρτήματα RF στη συσκευή μετάδοσης. Σε κανονική λειτουργία, η αδέσποτη ενέργεια είναι τόσο αδύναμη που δεν αξίζει να ανησυχείτε, καθώς είναι συγκλονισμένη από την ενέργεια που προέρχεται από την κεραία. Αλλά στη δοκιμαστική μας κατάσταση, η αδέσποτη ενέργεια είναι περισσότερο από αρκετή για να ενεργοποιήσει τη συσκευή λήψης και να δημιουργήσει ψευδή αποτελέσματα.

Πρέπει να μειώσουμε τη διαρροή ισχύος σε χαμηλότερα επίπεδα από τα επίπεδα που μπορεί να μετρήσει ο δέκτης μας. Υπάρχουν δύο τρόποι να το κάνετε αυτό. να πάρετε πραγματικά πολύ μακριά από την πηγή της αδέσποτης ενέργειας, ή να μπλοκάρει την αδέσποτη ενέργεια με κάποιο είδος θωράκισης. Η απόκτηση πραγματικά πολύ μακριά δεν είναι πρακτική στο εργαστήριο. Τουλάχιστον όχι στο Μπρούκλιν! Έτσι θα χρησιμοποιήσουμε την επιλογή "μπλοκάρει".

σχήμα 2, το κουτί

Φανταστείτε ότι προσπαθείτε να κάνετε ένα εντελώς σκοτεινό δωμάτιο. Θα σφραγίζατε όλες τις γωνίες, και ακόμα καλύτερα θα το καταστήσετε έτσι ώστε αυτές οι γωνίες να είναι εγγενώς ελαφρές. Είναι ως επί το πλείστον το ίδιο για τα ραδιοκύματα. Απλά κάντε ένα ωραίο συμπαγές μεταλλικό κιβώτιο και βεβαιωθείτε ότι οι ραφές είναι γεμάτες και ηλεκτρικά συνδεδεμένες. Για μια πληρέστερη σφραγίδα προσθέστε μια φλάντζα στο εξωτερικό μέρος του καπακιού του κιβωτίου σας, κάπως σαν το καπάκι σε ένα βαρύ δοχείο. Το επικαλυπτόμενο μέταλλο δημιουργεί μια ελικοειδή διαδρομή για το rf, καθιστώντας πιο δύσκολη τη διαφυγή. Αυτό σε συνδυασμό με πολλά καλά καθαρά μέταλλα επαφή κάνει έναν όγκο που είναι αδιαπέραστο από RF.

σχήμα 3, συνδετήρας ομοαξονικού καλωδίου στο καπάκι

Τώρα ανοίξτε μια μικρή τρύπα στην κορυφή και βιδώστε έναν ομοαξονικό σύνδεσμο καλωδίου που επιτρέπει σφιχτή θωράκιση στο κάλυμμα του κουτιού μας. Τοποθετήστε τον πομπό σε αυτό το κουτί, συνδέστε τον στην υποδοχή σύνδεσης και κλείστε τον. Κλίκ! Η αδέσποτη εξουσία πέφτει εντελώς, αφήνοντας μας με ένα ωραίο ήσυχο περιβάλλον στο οποίο μπορούμε να κάνουμε κάποιες πραγματικές μετρήσεις.

σχήμα 4, μια επίπεδη γραμμή στον αναλυτή, όλα είναι καλά

Εδώ είναι η απόδειξη! Τώρα δεν υπάρχει κανένα σημάδι οποιουδήποτε αδέσποτου σήματος κατά την εκτέλεση μιας δοκιμής. Οι αριθμοί μας είναι τώρα (πιθανώς) ακριβείς! Ζήτω! Μπορεί! Πιθανώς! Πηγαίνω σε ένα άκρο και τρέχω.



Μπορεί Να Σας Ενδιαφέρει

Οι σπουδαστές της 7ης τάξης εκπέμπουν το σχέδιο 3D εκτύπωσης στο Λευκό Οίκο

Οι σπουδαστές της 7ης τάξης εκπέμπουν το σχέδιο 3D εκτύπωσης στο Λευκό Οίκο


Η Intel υιοθετεί τις πόλεις Maker για την προώθηση της εκπαίδευσης και της μεταποίησης

Η Intel υιοθετεί τις πόλεις Maker για την προώθηση της εκπαίδευσης και της μεταποίησης


Διδάγματα από τη σύνοδο κορυφής του Maker

Διδάγματα από τη σύνοδο κορυφής του Maker


Ο δημιουργός Faire Paris Premieres αυτό το Σαββατοκύριακο

Ο δημιουργός Faire Paris Premieres αυτό το Σαββατοκύριακο






Πρόσφατες Δημοσιεύσεις