Продавець ПО СПЕЦАНТЕНИ Зв'язок без перешкод! розвиває свій бізнес на Prom.ua 15 років.
Знак PRO означає, що продавець користується одним з платних пакетів послуг Prom.ua з розширеними функціональними можливостями.
Порівняти можливості діючих пакетів
Bigl.ua — приведет к покупке
Кошик
519 відгуків
ПО СПЕЦАНТЕНИ Зв'язок без перешкод
Контакти
ПО СПЕЦАНТЕНИ Зв'язок без перешкод!Євген
Центр, детальніше за телефонами +380985637777, 0505609155, 0933424495; месенджерам; електронною поштою specantenna@gmail.com, Дніпро, Україна
+380 (98) 563-77-77
+380 (93) 342-44-95
+380 (97) 898-97-20
+380 (50) 560-91-55
+380985637777+380505609155+380505609155
  • kyivstar@msn.comЭлектронная почта для международных контактов

Порівняння репітерів стільникового зв'язку RF-Link 1800/2100-75-23 і AliExpress Noname

Порівняння репітерів стільникового зв'язку RF-Link 1800/2100-75-23 і AliExpress Noname

Для порівняння обрані моделі ідентичні по характеристиках Aliexpress жовтий Noname і RF-Link 1800/2100-75-23.

За паспортом обидва підсилюють діапазони 1800 2100 МГц на 75 дБ і мають вихідну потужність 200 мВт (23 дБм).

Важливе зауваження - у статті не розглядається цінова різниця, так вона є. У статті порівнюються реальні характеристики видаються репитерами.


pic_8771a04836cad6eb6a025294cd16e075_1920x9000_1.jpg
 

Теорія

 

Види модуляції, які використовуються в сучасних засобах зв'язку, пред'являють високі вимоги до лінійності трактів прийому, передачі. Ці вимоги також стосуються репітерів, адже репітер стає частиною системи, посередником між базовою станцією і мобільним терміналом абонента, та від якості виготовлення, якості комплектуючих, від знань і досвіду інженерів-розробників залежить надійність зв'язку або кількість перешкод і проблем для користувача, які створить репітер у випадку недотримання певних вимог при розробці і виробництві про яких буде сказано нижче.

 

Що з себе являє репітер? Якщо спростити, це двонаправлений смуговий лінійний підсилювач. Насправді, це складний електронний пристрій, яке повинно відповідати жорстким вимогам.

 

Основне функціональне призначення радіочастотного підсилювача – підвищення рівня (розмаху коливань, амплітуди або потужності) вхідного сигналу без неприпустимих спотворень її форми, спектрального складу, погіршення відношення сигнал/шум. На практиці отримати неспотворений сигнал на виході підсилювача неможливо. Це пояснюється тим, що до складу підсилювача входять активні і пасивні елементи, які вносять свій негативний внесок, генеруючи спотворення.

 

До активних елементів належать малошумні і проміжні (каскадіруемие) підсилювачі, електронні атенюатори, вихідні транзистори, детектори рівня сигналів. До пасивних елементів відносяться дуплексні і смугові фільтри, конденсатори, індуктивності.


 

Лінійні і нелінійні спотворення і їх вплив на якість сигналу

 

До лінійних спотворень відноситься нерівномірність амплітудно-частотної характеристики (АЧХ). Джерелом лінійних спотворень є дуплексні і смугові фільтри. Нерівномірність АЧХ залежить від якості їх виготовлення. На нерівномірність АЧХ так само чинить значний вплив ступінь узгодження всіх елементів посилення в тракті від вхідного до вихідного роз'єму, компонування елементів, екранування каскадів підсилення. Щоб підсилювач в смузі робочих частот не вносив лінійних спотворень, його АЧХ повинна бути прямокутної, а фазо-частотна характеристика (ФЧХ) – лінійною.

 

До нелінійних спотворень відносяться компресійні спотворення, інтермодуляційні спотворення другого і третього порядку, фазові спотворення сигналу.

 

Джерелами нелінійних спотворень є активні компоненти, електронні атенюатори, малошумящий підсилювач (МШУ), мікросхеми проміжних каскадів підсилювачів, вихідні транзистори працюють в режимі насичення, детектори рівня сигналів.

 

Для мінімізації нелінійних спотворень і підтримки підсилювача в лінійному режимі тракт підсилення вводиться схема автоматичного регулювання рівня вхідного сигналу (АРУ). Її завдання стиснення динамічного діапазону потужності вхідного сигналу, і підтримка підсилювача поблизу точки насичення.

 

Існують різні способи кількісної оцінки лінійності підсилювача потужності. Точка перетину третього порядку (IP3) є добре відомою характеристикою підсилювача. Метод заснований на тесті двухтональным сигналом. Так як сучасні системи зв'язку створюють дуже складні сигнали, відносно просте вимірювання IP3 часто не підходить в якості індикатора для необхідної лінійності. Крім того, стандарти не визначають вимоги до вимірювання IP3. Для оцінки якості сигналу з цифровою модуляцією на виході репітера використовуються такі показники як, модуль вектора помилок (EVM) і коефіцієнт витоку потужності в сусідній канал (ACLR). Збільшення лінійних і нелінійних спотворень призводить до зменшення ACLR і збільшення EVM.


 

Модуль вектора помилок (EVM)

 

EVM — важливий показник якості сигналів з цифровою модуляцією, що виражає різницю амплітуд і фаз вимірюваного і ідеального сигналів. Він виражається у відсотках. Дуже мале значення EVM означає, що перевіряється сигнал практично повністю ідентичний
вихідному.
Для WCDMA, 3CPP визначає максимальний межа EVM як 12.5% для модульованого сигналу 16QAM і 17.5% для QPSK.
Для OFDM, 3CPP визначає максимальний межа EVM як 12.5% для модульованого сигналу 16QAM, 8% для 64QAM і 17.5% для QPSK.

 

Коефіцієнт витоку потужності в сусідній канал (ACLR)
Коефіцієнт потужності в сусідньому каналі (ACPR)

 

Ці параметри використовується для оцінки ступеня спотворень, викликаних нелінійністю підсилювачів.

 

Для WCDMA, у специфікації 3GPP описані мінімальні межі для першого і другого сусіднього каналу. Для першого це -45дБ, для другого це -50 дБ.

 

Для OFDM, у специфікації 3GPP описаний межа в -44.2 дБ.

 

Збільшення лінійних і нелінійних спотворень призводить до зменшення значення ACLR і збільшення EVM.

 

Тестування репітера передбачає:

  1. вимірювання усиливаемой їм смуги частот OBW,
  2. вимірювання АЧХ,
  3. вимірювання коефіцієнта витоку потужності в сусідній канал ACLR або коефіцієнта потужності в сусідньому каналі ACPR,
  4. вимірювання величини вектора помилки EVM,
  5. вимірювання продуктів інтермодуляції.

 

Зразок перший — жовтий репітер з дешевої цінової категорії (класика aliexpress)

 

Комплект поставки:

  • Репітер;
  • Блок живлення;
  • Пакувальна коробка;
  • Інструкція.

 

Параметри за паспортом:

  1. Діапазон частот: 18002100;
  2. Посилення: 75дБ;
  3. Вихідна потужність: 23дБм +-3дБм;
  4. Рівень шуму: менше 5дБ;
  5. Хвильовий опір: 50 Ом;
  6. Напруга живлення: AC 110-220в, DС 5-12В.


pic_b981e8d46867b38a60bcd13b22de091c_1920x9000_1.jpg
Зовнішній вид репітера.

pic_9be26ca5c0312f014a7389c7767e601d_1920x9000_1.jpg
Зовнішній вигляд індикатора.
 

  • На корпусі відсутні які-небудь елементи управління;
  • Із засобів візуального контролю за роботою репітера присутні: три світлодіода і шести сегментний РК-індикатор рівня вихідного сигналу;
  • Червоний світлодіод показує наявність напруги живлення;
  • Два зелених індикатори показують наявність сигналу на виході підсилювачів Downlink 1800 і Downlink 2100;
  • При рівні вхідного сигналу приблизно -75 дБм, світлодіоди блимають, при рівнях більш -60 дБм, горять постійно;
  • Сегментні РК-індикатори більш точно відображають рівень вихідного сигналу кожного з підсилювачів каналів Downlink;
  • Контроль та індикація каналів Uplink не передбачена;
  • Індикація перевантаження підсилювачів репітера по виходах відсутня.


 

Подивимося, що всередині.


pic_33feeea300b58a0d77e7be3af971691b_1920x9000_1.jpg
 

Найпростіший бюджетний варіант.
За чотири каскади підсилення в обидві сторони.
ПАР фільтри після кожного каскаду підсилення.
Дуплексні фільтри на об'ємних діелектричних резонаторах.
Підсилювачі різних діапазонів об'єднані сумматорами.
Репітер має вбудований понижуючий DC-DC перетворювач, що знижує ризик виходу з ладу репітера при несправності зовнішнього блоку живлення.


pic_5f3155c145307c030aa701e7d27b02a2_1920x9000_1.jpg
Екранування посередня.
 

Репітер симетричний, вихідна потужність однакова у низхідному і висхідному каналах.

 

Зібрано акуратно. Пайка автоматизована. Плата чиста, без залишків флюсу.

 

В цілому нічого цікавого. Типовий представник нижчої цінової категорії.

 

Мінуси

 

Відсутнє автоматичне регулювання рівня вихідного сигналу(ALC).

 

Немає ступінчастою ручною регулювання посилення.

 

Індикатори рівня сигналу тільки в каналах Downlink .

 

Детекторні діоди рівня вихідного сигналу підключені безпосередньо до полоскової лінії після мікросхеми вихідного підсилювача (джерело інтермодуляції).

 

Вимірювання

 

Амплітудно-частотна характеристика каналу Downlink 1800


pic_bc1c24835e1cf9ade2bf2bd1fd295a22_1920x9000_1.jpg

При рівні вхідного сигналу -60дБм, максимальний вихідний рівень 0.28 дБм.
Мінімальне посилення 49дБ.
Нерівномірність АЧХ у смузі 1805-1880мГц трохи більше 11дБ.

 

Максимальне підсилення каналу 60дБ (за паспортом 75), якщо врахувати нерівномірність АЧХ на ділянках 1805-1831мГц і 1857-1880мГц, виходить ще менше.

 

Амплітудно-частотна характеристика каналу Downlink 2100


pic_48c15690422e04ed666a930e162defb1_1920x9000_1.jpg

При рівні вхідного сигналу -60дБм, максимальне посилення 69,5 дБм (а за паспортом 75).
Мінімальне посилення 62,1 дБ. Нерівномірність АЧХ у смузі 2110-2170мГц трохи більше 7дБ.

 

Амплітудно-частотна характеристика каналу Uplink 1800

pic_802fd2dc1f9fd425a7d3ea723bd885f5_1920x9000_1.jpg

При рівні вхідного сигналу -60дБм, максимальне посилення 58дБ. Мінімальне посилення 40дБ. Нерівномірність АЧХ у смузі 1710-1785мГц трохи більше 18дБ! На ділянці 1750-1785мГц нерівномірність 13дБ.

 

Амплітудно-частотна характеристика каналу Uplink 2100

pic_72bc3ec2493a9af37baaa11edf73dffd_1920x9000_1.jpg

При рівні вхідного сигналу -60дБм, максимальне посилення 56дБ. Мінімальне посилення 49дБ. Нерівномірність АЧХ у смузі 1920-1980мГц близько 7 дБ.
Максимальне посилення Downlink 1800 на 10дБ менше ніж Downlink 2100.
Далі вимірювання потужності та оцінка лінійності і спотворень підсилювача буде проводиться за допомогою широкосмугового вхідного сигналу. Смуга сигналу 5мгц. Модуляція QPSK.

 

Максимальна вихідна потужність 1800 Downlink

 

Рівень вхідного сигналу -53дБм.


pic_0847c758e0a510471232aae6642ac85c_1920x9000_1.jpg

pic_cea01f7a21a99fcd9603b779aa5b3200_1920x9000_1.jpg
 

Вихідна неискажаемая потужність (RMS) виходить всього 8,6 дБм. Пікова потужність 11,5 дБм.

 

При заявленій виробником потужності 23дБм +-3дБ.


pic_4234dcb806af4f05660249397a1e6d0b_1920x9000_1.jpg

pic_3189f435c2b8b4a535b75f2d6ef15915_1920x9000_1.jpg
Спотворення в каналі.
 

Тепер збільшимо рівень вхідного сигналу на 3дБ.


pic_4918e7b130e3d64f384f3113a13519e8_1920x9000_1.jpg
pic_c1e793b6f04f4c7d803f144dee7df4fb_1920x9000_1.jpg
 

Потужність (RMS) зросла до 12дБ, пікова потужність (PEAK) до 15дБм, але з'явилася неприпустима витік потужності в сусідні канали.
Відповідно, неприпустимо зросли спотворення сигналу.
При цьому індикатор рівня вихідного сигналу не досяг максимального значення (залишилося одне ділення).

pic_8fe3c49a73c040acb8f8d2b4ae5e9f78_1920x9000_1.jpg

pic_280e687c099a32473f2d043b1142ae13_1920x9000_1.jpg

Сигнальне сузір'я розсипалося. Пікове значення помилки вектора модуляції перевищує значення 32% (норма до 15%). Підсилювач перейшов в режимі насичення, на виході підсилювача з'явилися продукти інтермодуляції 2-го і 3-го порядку.

 

Для прикладу: імітація роботи двох базових станцій. Частоти 1820мГц і 1865мГц, смуга сигналів 5 МГц. Модуляція QPSK.

 

Рівень сигналів на вході репітера на 3дБ і 5дБ вище номінального.

 

Продукти інтермодуляції в Uplink 1800 на частоті 1730 і 1775мГц, з рівнем 0дБм і +6дБм.

pic_dfd6b98e7ddb5c083d5c3930b8f742a1_1920x9000_1.jpg

pic_9858014c885085196912ff988613bd41_1920x9000_1.jpg
 

Інтермодуляційні складові, потрапляючи в канал Uplink, створюють перешкоди в напрямі базової станції, що призводить до обривів зв'язку, зниження швидкості або неможливості встановити зв'язок взагалі. Також можливі претензії з боку оператора за створення перешкод.

 

Цього можна було б уникнути, якби в підсилювачі була присутня схема автоматичного регулювання рівня вхідного сигналу, яка розширила б динамічний діапазон репітера по входу. Підсилювач при зміні рівня сигналу на вході в деяких межах (у кращих моделях репітерів не менш 30дБ), залишався б поблизу точки насичення, тобто в лінійному режимі і продукти інтермодуляції були б мінімальні.

 

Ціна питання, два аттенюатора керовані напругою на вході і операційний підсилювач (у найпростішому варіанті, для кожного з каналів), вартістю не більше 2$. Чому немає АРУ, варто тільки здогадуватися.

 

Тепер подивимося, як веде себе підсилювач на неравномерностях АЧХ.

 

Ділянка 1805-1810мГц. Номінальний рівень вхідного сигналу.

pic_515e8eea46e6416f35144b4026afc755_1920x9000_1.jpg

pic_2e9f71ddf54d5682f6e1a9065b41d386_1920x9000_1.jpg
 

Ділянка 1780-1785мГц.. Номінальний рівень вхідного сигналу.


pic_fbce305f385de22c90ebc98e9365a44f_1920x9000_1.jpg

pic_90d5d3cc4bd61e1b4a588022ddd5761c_1920x9000_1.jpg
 

Лінійні спотворення у вигляді нерівномірності АЧХ, також викликають сильні спотворення.


 

Максимальна вихідна потужність 2100 Downlink

pic_74fca6c3a05e9a408e2e44bfb21b3826_1920x9000_1.jpg

pic_243840f677d08c824e68cfca9a6c5949_1920x9000_1.jpg
 

Потужність Downlink 2100 тут знову не відповідає заявленій виробником.

 

Максимальна потужність з прийнятними спотвореннями близько 9дБм.

 

Збільшимо рівень сигналу на вході на 3дб.


pic_1e1a22c46db9eefe89f4f5ac545b6418_1920x9000_1.jpg

pic_581bdb37600635fc0a0813aa1d6d54a9_1920x9000_1.jpg

pic_46d45d9335b16be01ffa60912e6b8740_1920x9000_1.jpg

pic_b05f59dc4f14795061b5368a0dceeef7_1920x9000_1.jpg
Робота підсилювача в режимі насичення.
 

З'явилися сильні спотворення, і навіть у цьому випадку пікова потужність далека від заповітних 23дБм, заявлених в інструкції.

 

З продуктами інтермодуляції і тут все погано.


pic_a046c666674112266c01f25b17f77921_1920x9000_1.jpg
Вхідні сигнали 2130мГц і 2165мГц. Смуга кожного 5мГц.

pic_136f4322e846b3f8ecde98f20a1c42e2_1920x9000_1.jpg
Без сигналу на вході.
 

У Uplink ситуація з потужністю і спотвореннями повторюється, подальше тестування не має сенсу.

 

 

Зразок другий — чорний репітер RF-Link 1800/2100-75-23 (більш дорога цінова категорія)

 

 

Комплект поставки:

  1. Репітер;
  2. Блок живлення;
  3. Шнур живлення;
  4. Інструкція;
  5. Кріплення для кріплення на стіну;
  6. Коробка пакувальна.

 

Характеристики:

  1. Діапазони: 18002100 МГц;
  2. Посилення:
    Downlink: 75 дБ;
    Uplink: 70дБ;
  3. Вихідна потужність:
    Downlink: 23 дБм;
    Uplink: 20 дБм;
  4. Хвильовий опір: 50 Ом;
  5. Діапазон ручної регулювання аттенюатора: 32 дБ з кроком 1 дБ;
  6. Діапазон автоматичного регулювання рівня вхідного сигналу: не менше 30дБ;
  7. Напруга живлення:
    Змінну напругу 110-220 вольт;
    Постійна напруга 10 вольт.

 

Зовнішній вигляд


pic_28e91256c8c81489db39a8408d0256f5_1920x9000_1.jpg
pic_82f87616ffeb74e6a837473601e452df_1920x9000_1.jpg

Індикатор та органи управління

pic_492bde4ac423f0b1662f8cb34d2f832e_1920x9000_1.jpg
Зі знятою задньою кришкою

pic_17665409a4a4b59d0c1eb1eaeda36bcd_1920x9000_1.jpg
Один з двох блоків зі знятою кришкою

 

Розберемо підсилювач більш докладно.
Канал Downlink.
Підсилювач шестикаскадный.


 

Після дуплексного фільтра, малошумливий підсилювач, далі перший аттенюатор схеми АРУ, підсилювальний каскад, ручної атенюатор, другий аттенюатор схеми АРУ, два підсилювальних каскаду, передвихідний каскад підсилення, вихідний транзистор і дуплексний фільтр.
Канал Uplink побудований аналогічно. Вихідний транзистор застосований меншої потужності.
Після кожного каскаду посилення включені смугові ПАР фільтри.


pic_d399612e39df5f8f4ed7b11c7bb5fb1a_1920x9000_1.jpg

Детектор огинаючої вихідного сигналу схеми АРУ включений після вихідного транзистора через спрямований відгалужувач, що виключає його вплив на вихідний каскад.

 

Схема АРУ кожного з каналів підсилення зібрана на двох операційних підсилювачах і п'яти транзисторах.


pic_cfb243c5479f8a6191faae8b69be1a36_1920x9000_1.jpg

Кожен з каналів живить свій лінійний стабілізатор напруги, це зроблено для додаткової фільтрації напруги живлення вихідного транзистора і проміжних каскадів підсилення.


pic_46cb15711d223ef9f6e37372f98297c3_1920x9000_1.jpg

Суматори об'єднують діапазонні підсилювачі винесені в окремий екранований блок.


pic_7becb34f3cca9e99a40b430321da704f_1920x9000_1.jpg

Роботою репітера керують три мікроконтролера. По одному в кожному блоці підсилювачів, третій розташований на платі індикатора. Обмін даними між блоками і платою індикатора відбувається по протоколу RS-485.

 

Мікроконтролер блоку підсилювачів управляє аттенюаторами ручного регулювання посилення, індикаторами рівнів вихідного сигналу, індикатор перевантаження, також визначає опорний рівень для схем АРП.


pic_32d38595c6c3433090070220368286b3_1920x9000_1.jpg
Мікроконтролер та схема АРУ каналу Uplink

pic_4916182a97c2e0f8f590776f5795b6cc_1920x9000_1.jpg
Плата індикатора

 

На платі індикатора розташовані кнопки ручного регулювання посилення, ЖК індикатор рівня вихідного сигналу DownlinkUplink, індикатор перевантаження.

 

Блок діапазону 2100 МГц виконаний аналогічно.

 

Пайка виконана паяльным роботом, в окремих місцях сліди ручної пайки.

 

Примітка: так як друкована плата уніфікована і виготовлена з розрахунком на три діапазони 180021002600, необхідна настройкасогласование каскадів для кожного діапазону, основні елементи паяє робот, елементи узгодження (конденсатори, індуктивності, резистори та ін.), встановлюються вручну в процесі налаштування репітера.

 

Тестування

 

Амплітудно-частотна характеристика Downlink 1800


pic_5e0dd341742d2da57c016bcd71822a04_1920x9000_1.jpg

Рівень вхідного сигналу -60дБм.
Максимальне посилення 77,2 дБ.
Мінімальне 73дБ.
Нерівномірність АЧХ в робочому діапазоні 4дБ.

 

Амплітудно-частотна характеристика Downlink 2100


pic_147160923a5eafe1050e6724263c5fe3_1920x9000_1.jpg

Рівень вхідного сигналу -60 дБм
Максимальне посилення 74,9 дб. Мінімальне 71,6 дБ. Нерівномірність АЧХ 4,3 дБ.
Тут все добре, додати нічого.

 

Амплітудно-частотна характеристика Uplink 1800


pic_8eeaa0cc67626a1b8c1df49cee093322_1920x9000_1.jpg
 

Рівень вхідного сигналу -60дБм.
Максимальне посилення 69дБ. Мінімальне 51дБ. Нерівномірність 18дБ. Сильно завалений ділянку 1780-1785мГц.

 

Амплітудно-частотна характеристика Uplink 2100


pic_f13cf05c5cbf5e17b3b72a7413199e29_1920x9000_1.jpg
 

Максимальна вихідна потужність 1800 Downlink

 

Рівень сигналу на вході -50дБ.

 

pic_607d71a0831ca229dc5b0e1e5adce354_1920x9000_1.jpg

pic_a24127b6aaac1cf9e2def68011db84d1_1920x9000_1.jpg

pic_4099ad06e8f5de3373c829bea25cbd51_1920x9000_1.jpg

pic_f29dfb449d8b86cf17721a93d68d4aed_1920x9000_1.jpg

Вихідна потужність (RMS) 22,4 дБм. Пікова потужність 25,7 дБм.
Спотворення сигналу мінімальні.

Дивіться продовження в наступній статті.

 

Джерело: https://habr.com/ru/post/453830/

Інші статті

Наскільки вам зручно на сайті?

Розповісти Feedback form banner