اطلاعیه

Collapse
No announcement yet.

مباحثی در: مدولاسیون آنالوگ و دیجیتال و طراحی آنتن(قسمت دوم)

Collapse
X
 
  • فیلتر
  • زمان
  • Show
Clear All
new posts

    مباحثی در: مدولاسیون آنالوگ و دیجیتال و طراحی آنتن(قسمت دوم)

    سلام دوستان
    حال و احوالتون چطوره؟ خوبید؟ دماغتون چاقه؟ :mrgreen:

    خوب همون طور که از اسم تاپیکم مشخصه ، این تاپیک ادامه ی تاپیک قبلی با عنوان "مباحثی در: مدولاسیون آنالوگ و دیجیتال و طراحی آنتن" است.

    در تاپیک قبلی ما چیا یاد گرفتیم؟
    بزارید یک مرور اجمالی داشته باشم:
    - یاد گرفتیم که اصلا یک سیستم مخابراتی چیه
    - یاد گرفتیم این سیستم میتونه سیگنال هایی را دریافت کنه(در ورودی) و در خروجی یک سیگنال قرار بده( کلیه ی سیگنال ها الکتریکی بودند)
    - بیشتر در رابطه با مودولاسیون دیجیتال که در ورودی سیگنال دیجیتال داشتیم بحث شد ( به صورت انحصاری FSK و انحصاری تر GFSK که از همه جدیدتر و بروز تره)
    - قسمتهای مختلف یک سیستم مخابراتی با مودولاسیون GFSK را بررسی کردیم(از موقعی که سیگنال دیجیتال را بیت به بیت به سیستم میدیم تا موقعی که سیستم اون را در خروجی میزاره)
    -فیلتر گاوسی و کاربردش
    -سنتسایزر و کاربدش
    -مودولاتور : انتخاب فرکانس مناسب(گرفته شده از سنتسایزر) با توجه به سیگنال خروجی از فیلتر گاوسی
    -بخش های مختلف گیرنده ( فیلترها و...)
    - در رابطه با آنتن بحث به تعویق افتاد ولی بعدا تحقیقاتی در این باره انجام شد.
    - رسیدیم به امواج الکترومغناطیس که توسط آنتن انتشار پیدا میکنه و خاصیتشون و پدیده محوشدگی و...
    - و بحث های دیگه در رابطه با فوریه و پاسخ فرکانسی فیلتر و نحوه ی ساخت فیلتر گاوسی و...

    (که همینجا از جناب محمدصادق رستمی کارشناس ارشد مخابرات سیستم تشکر ویژه دارم که یک تنه سوالات من رو که حجم بالایی هم داشت با حوصله تمام پاسخ دادند)
    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

    خوب با یک بسم الله این تاپیک رو کلید میزنیم که البته سوالات از پست بعدی شروع میشود: :read:
    راه اندازي ماژول nrf24l01p براي codevision (ارتباط بيسيم بين دو ميکرو) : http://www.eca.ir/forum2/index.php?topic=78587.0
    کوچ کردن از کدويژن به http://www.eca.ir/forum2/index.php?topic=81025.0 : AtmelStudio
    نحوه نوشتن اصولي يک لايبرري و درايور نرم افزاري( بصورت ساده) : http://www.eca.ir/forum2/index.php?topic=81071
    http://www.eca.ir/forum2/index.php?topic=82130.0 سفارش راه انداز ماژول هاي مختلف توسط اعضاي انجمن
    انشالله به زودي تاپيک ها به روز رساني خواهد شد،

    #2
    پاسخ : مباحثی در: مدولاسیون آنالوگ و دیجیتال و طراحی آنتن(قسمت دوم)

    در تاپیک قبلی تونستیم یک سیستم طراحی کنیم حالا برای اولین سری سوالات میخوام مشکلاتی که در خروجی این سیستم بوجود میاد را بررسی کنیم:
    به عنوان مثال ما سیستمی به شکل زیر داریم:
    http://mortazavi91.persiangig.com/image/Untitled2.jpg
    که یک سیستم یکپارچه است ( nrf24l01p تولید شده توسط شرکت Nordicsemi )

    خوب به عنوان اولین سوال چرا این سیستم دو خروجی برای اتصال به آنتن دارد؟ ANT1 و ANT2
    البته در ادامه خوبه شماتیک زیر را ببینیم:
    http://mortazavi91.persiangig.com/circuits/Untitled.png
    توجه تون را به عبارت زیر شکل جلب میکنم:
    دو کلمه ی Single Ended
    یعنی به نحوی ANT1 و ANT2 که به صورت Diferential ( تفاضلی) است را با این کارمون به یک خروجی Single Ended تبدیل کردیم ( با 4 تا خازن و 3 تا سلف)
    چجوریه میشه که اینجوری میشه؟
    چرا اینهمه خصوصیت خازنی خروجی را زیاد میکنیم؟ این که بده . من طبق مطالعاتی که داشتم وقتی خصوصیت خازنیه خروجی زیاد میشه در فرکانس بالا مصرف توان را زیاد میکنه :
    توان تلف شده = مربع vdd * فرکانس * ظرفیت خازنی در خروجی

    خوب بگذریم
    بریم سراغ اونطرف مدار :
    من تو مدارات مخابراتی که دیدم از یک سری خازن که بهش میگن High performance RF capacitors به عنوان decoupling استفاده میکنند.(اصلا نمیدونم چرا و یعنی چه ولی میدونم این خازن ها را موازی بین زمین و vdd میزارن.) حالا منظور از گذاشتنش چیه؟
    تازه یه توصیه دیگه هم میکنند: که یک خازن با ظرفیت بالا (4.7 میکروفاراد ) را موازی با این خازن ها بزاریم!!( تو عمل هم اگه این خازن نذاشته بشه دیدم به محض اینکه آیسی میخواد اطلاعات را بزاره رو آنتن ، کلا آیسی ریست میشه.) چی میشه که اینجوری میشه؟

    فعلا تا همینجا بسه ، بحث بعدی انشالله Harmonics Filters است که فکر میکنم به این سوالات پرسیده شده ربط پیدا میکنه.

    راه اندازي ماژول nrf24l01p براي codevision (ارتباط بيسيم بين دو ميکرو) : http://www.eca.ir/forum2/index.php?topic=78587.0
    کوچ کردن از کدويژن به http://www.eca.ir/forum2/index.php?topic=81025.0 : AtmelStudio
    نحوه نوشتن اصولي يک لايبرري و درايور نرم افزاري( بصورت ساده) : http://www.eca.ir/forum2/index.php?topic=81071
    http://www.eca.ir/forum2/index.php?topic=82130.0 سفارش راه انداز ماژول هاي مختلف توسط اعضاي انجمن
    انشالله به زودي تاپيک ها به روز رساني خواهد شد،

    دیدگاه


      #3
      پاسخ : مباحثی در: مدولاسیون آنالوگ و دیجیتال و طراحی آنتن(قسمت دوم)

      به به، یه تاپیک دیگه در مورد بحث های مخابراتی :agree:
      خیلی خوبه که برخی مفاهیم به صورت پایه ای بحث میشه.
      برای انجام یک کار قوی، باید هم تئوری قوی باشه هم عملی
      این تاپیک هم با همین هدف شروع میکنیم.
      دوستانی که نظری دارن، یا سوالی دارن، حتما بیان کنن.
      برای ادامه ی تاپیک، به کمک دوستانی که در این زمینه ها اطلاعاتی دارن،
      به شدت نیازمندیم :read:
      شرکت کردن باقی دوستان در این بحث سبب میشه
      تا هم بحث پربار تر بشه
      و هم اینکه از زوایای مختلفی به قضیه ها نگاه بشه.
      چون افراد مختلف، دیدگاه و درک های متفاوتی از این مسایل دارن
      در کنار هم قرار گرفتن دیدگاه ها، بحث رو می پرورونه :nice:

      قبل از ادامه، لینک بحث قبلی، یعنی:
      "مباحثی در: مدولاسیون آنالوگ و دیجیتال و طراحی آنتن"
      رو در اینجا میذارم:
      http://www.eca.ir/forum2/index.php?topic=82194
      :read:
      1: اللهم صل علي محمد و آل محمد و عجل فرجهم و ...
      2: دانش بهتره يا ثروت؟ بدون شعور هيچکدوم!
      3: دلا معاش چنان کن که گر بلغزد پاي *** فرشته‌ات به دو دست دعا نگه دارد (حافظ)

      دیدگاه


        #4
        پاسخ : مباحثی در: مدولاسیون آنالوگ و دیجیتال و طراحی آنتن(قسمت دوم)

        بریم سرقت سوالای مطرح شده:

        خوب به عنوان اولین سوال چرا این سیستم دو خروجی برای اتصال به آنتن دارد؟ ANT1 و ANT2
        ... توجه تون را به عبارت زیر شکل جلب میکنم:
        دو کلمه ی Single Ended
        یعنی به نحوی ANT1 و ANT2 که به صورت Diferential ( تفاضلی) است را با این کارمون به یک خروجی Single Ended تبدیل کردیم ( با 4 تا خازن و 3 تا سلف)
        چجوریه میشه که اینجوری میشه؟
        چرا اینهمه خصوصیت خازنی خروجی را زیاد میکنیم؟ این که بده . من طبق مطالعاتی که داشتم وقتی خصوصیت خازنیه خروجی زیاد میشه در فرکانس بالا مصرف توان را زیاد میکنه :
        توان تلف شده = مربع vdd * فرکانس * ظرفیت خازنی در خروجی
        قبل از هر توضیحی، در دیتاشیت همون ماژول مذکور
        در صفحه ی 59 (از 74) در قسمت 10، اینو گفته:
        The ANT1 and ANT2 output pins provide a balanced RF output to the antenna. The pins must have a DC
        path to VDD_PA, either through a RF choke or through the center point in a balanced dipole antenna. A
        load of 15Ω+j88Ω is recommended for maximum output power (0dBm). Lower load impedance (for
        instance 50Ω) can be obtained by fitting a simple matching network between the load and ANT1 and ANT2.
        باید به چند نکته از این توضیحات اشاره کرد:

        1: گفته که این دو تا پایه برای اینه که یک خروجی متعادل ایجاد کنه
        یا همون بالانس. برای اتصال دو سیستم الکتریکی به همدیگه
        باید به یک نکته مهم توجه داشته باشیم:
        - تطبیق امپدانس
        ک البته در اینجا اومده این مقدار رو ذکر کرده.

        2: نکته ی بعدی اینه که گفته این دو تا پایه، باید یک مسیر DC تا VDD_PA داشته باشن.
        در دیتا شیت در مورد VDD_PA نوشته که:
        Power Supply Output(+1.8V) for the internal
        nRF24L01 Power Amplifier. Must be connected
        to ANT1 and ANT2
        یعنی یک پایه ی خروجیه که ولتاژ 18 ولت رو فراهم میکنه.
        حالا این مسیر چه طوری؟
        - یا از طریق انتن دایپل برقرار میشه (تفاضلی)
        - یا از طریق یک مداری که در همون شکل دومی که شما گذاشتی مدارش آورده شده!

        3: برای اینکه بیشترین توان در خروجی ایجاد بشه، باید امپدانسی معادل
        15Ω+j88Ω
        موجود باشه. اگه اشتباه نکنم، مداری که در شکل پیشنهاد کرده
        برای ساختن چنین امپدانسی ایجاد شده.
        (امپدانس یکی از شاخه ها رو در فرکانس 2.4 گیگ حساب کردم، تقریبا با این محاسبات جور در میومد)

        --------------------------قسمت پایین ویرایش شد-------------------------------
        4: این مدار، برای اتصال به بار 50 اهمی (آنتن)
        نیاز به مدار تطبیق داره
        تا انتقال ماکزیمم توان صورت بگیره.
        چون گفته که برای بارهای کمتر از مقدار یاد شده
        یعنی کمتر از 15Ω+j88Ω مثلا 50 اهم، به مدار تطبیق نیازه.
        اگه برآیند 15 و 88 رو به روش فیثاغورس بگیریم
        برابر میشه با 89.26 که از 50 بزرگتره

        :read:
        1: اللهم صل علي محمد و آل محمد و عجل فرجهم و ...
        2: دانش بهتره يا ثروت؟ بدون شعور هيچکدوم!
        3: دلا معاش چنان کن که گر بلغزد پاي *** فرشته‌ات به دو دست دعا نگه دارد (حافظ)

        دیدگاه


          #5
          پاسخ : مباحثی در: مدولاسیون آنالوگ و دیجیتال و طراحی آنتن(قسمت دوم)

          قسمت بعدی سوال:

          من تو مدارات مخابراتی که دیدم از یک سری خازن که بهش میگن High performance RF capacitors به عنوان decoupling استفاده میکنند.(اصلا نمیدونم چرا و یعنی چه ولی میدونم این خازن ها را موازی بین زمین و vdd میزارن.) حالا منظور از گذاشتنش چیه؟
          تازه یه توصیه دیگه هم میکنند: که یک خازن با ظرفیت بالا (4.7 میکروفاراد ) را موازی با این خازن ها بزاریم!!( تو عمل هم اگه این خازن نذاشته بشه دیدم به محض اینکه آیسی میخواد اطلاعات را بزاره رو آنتن ، کلا آیسی ریست میشه.) چی میشه که اینجوری میشه؟
          قبل از اینکه پاسخ بدم، اطلاعاتی که خود دیتاشیت گذاشته رو میذارم:
          A PCB with a minimum of two layers including a ground plane is recommended for optimum performance. The nRF24L01 DC supply voltage should be decoupled as close as possible to the VDD pins with high performance RF capacitors, see Table 26. on page 69. It is preferable to mount a large surface mount capacitor (for example, 4.7μF ceramic) in parallel with the smaller value capacitors. The nRF24L01 supply voltage should be filtered and routed separately from the supply voltages of any digital circuitry.
          (صفحه ی 60 از دیتاشیت 74 صفحه ای، قسمت 10.4)
          خب ببینیم اینجا چی گفته و علت قرار دادن این خازن ها چیه؟
          منظور از decoupling اینه که دو قسمت از یک چیز از هم مجزا بشن.
          در کل به معنای تجزیه ست. decouple یعنی جدا.
          اما خب چی باید از چی جدا بشه؟
          بذار اول یک لینک بذارم:
          http://en.wikipedia.org/wiki/Electro..._compatibility
          بحثی هست به نام EMI
          یعنی electromagnetic interference تداخل الکترومغناطیسی
          یک پی دی اف هم میذارم برای روشن شدن اذهان:
          http://www.schurterinc.com/content/d...ies_+Final.pdf

          برای مقابله با چنین مشکلاتی روش های مختلفی وجود داره
          یکیش استفاده از خازن هاست!
          که طبق دیتاشیت گفته: خیلی بهتره که یک خازن مثل 4.7 میکرو
          با یک خازن با مقدار کم مثل 10 نانو، موازی بشن و در کنار تغذیع تا زمین وصل بشن.
          همچنین گفته که باید منبع تغذیه ی این ماژول، جدا باشه از مدارهای دیجیتال دیگه.

          علتش چیه؟
          همون تداخل های الکترومغناطیس.
          وقتی با فرکانس بالا سر و کار داریم، به قول یکی از اساتیدمون
          هزار و یک مشکل ناخواسته ایجاد میشه!
          حتی در فرکانس های پایین هم هست.
          اما در فرکانس بالا، قضیه کمی متفاوته.
          شاید بشه به شوخی گفت:
          در برق قدرت، توان زیاد
          در برق الکترونیک، تقویت زیاد
          و در برق مخابرات، فرکانس زیاد
          مشکل سازن!
          یعنی برای دستیابی به این موارد، باید حوصله داشته باشی
          صبر و پشتکار داشته باشی و ...
          :read:
          1: اللهم صل علي محمد و آل محمد و عجل فرجهم و ...
          2: دانش بهتره يا ثروت؟ بدون شعور هيچکدوم!
          3: دلا معاش چنان کن که گر بلغزد پاي *** فرشته‌ات به دو دست دعا نگه دارد (حافظ)

          دیدگاه


            #6
            پاسخ : مباحثی در: مدولاسیون آنالوگ و دیجیتال و طراحی آنتن(قسمت دوم)

            نوشته اصلی توسط محمدصادق رستمی

            3: برای اینکه بیشترین توان در خروجی ایجاد بشه، باید امپدانسی معادل
            15Ω+j88Ω
            موجود باشه. اگه اشتباه نکنم، مداری که در شکل پیشنهاد کرده
            برای ساختن چنین امپدانسی ایجاد شده.
            (امپدانس یکی از شاخه ها رو در فرکانس 2.4 گیگ حساب کردم، تقریبا با این محاسبات جور در میومد)

            4: این مدار، برای اتصال به بار 50 اهمی (آنتن) بهینه شده
            برای اینکه به بارهای دیگه متصل بشه
            نیاز به مدار تطبیق داره
            تا انتقال ماکزیمم توان صورت بگیره.

            :read:
            سلام
            ممنون جناب رستمی

            در رابطه با قسمت هایی که نقل قول کردم:

            قسمت 3:
            چه جوری حساب کردید؟
            من دوتا فرمول از مدار1 یادمه(یادمه آخرین چیزایی بود که به ما گفته شد) :
            امپدانس خازن : (Z=(1/wC که w همون اومگاست و برابر 2piF است ( pi=3.14 )
            امپدانس سلف: Z=wL
            خوب؟ چه جوری حساب کردید؟
            لطفا برای مدار با مشخصات زیر هم حساب کنید :
            همون المان های خروجی سیستم که تو شکل نشون داده شده ، فقط مقدار سلف موازی با ANT1 و ANT2 (همون L1 ) برابر با 4.7nH و L2 و L3 هردو مقدارشون 3.9nH باشند.
            اینجوری امپدانس خروجی تغییر میکنه؟ چی میشه؟

            قسمت 4:
            منظورتون از بارهای دیگه چیه؟
            اگر مستقیم به انتن ندیم و فقط به یک مدار ( بار ) که اونم امپدانس ورودیش 50 اهم باشه بدیم چی میشه؟(یعنی کلا آنتنو بیخیال ، بجاش یک بار دیگه بیاد)

            کلا رابطه ی بین 15Ω+j88Ω و 50 اهم و مقادیر سلف ها و خازن ها و امپدانس خروجی و بار ها در خروجی چیه؟
            راه اندازي ماژول nrf24l01p براي codevision (ارتباط بيسيم بين دو ميکرو) : http://www.eca.ir/forum2/index.php?topic=78587.0
            کوچ کردن از کدويژن به http://www.eca.ir/forum2/index.php?topic=81025.0 : AtmelStudio
            نحوه نوشتن اصولي يک لايبرري و درايور نرم افزاري( بصورت ساده) : http://www.eca.ir/forum2/index.php?topic=81071
            http://www.eca.ir/forum2/index.php?topic=82130.0 سفارش راه انداز ماژول هاي مختلف توسط اعضاي انجمن
            انشالله به زودي تاپيک ها به روز رساني خواهد شد،

            دیدگاه


              #7
              پاسخ : مباحثی در: مدولاسیون آنالوگ و دیجیتال و طراحی آنتن(قسمت دوم)

              نوشته اصلی توسط RubeuS
              قسمت 3:
              چه جوری حساب کردید؟
              من دوتا فرمول از مدار1 یادمه(یادمه آخرین چیزایی بود که به ما گفته شد) :
              امپدانس خازن : (Z=(1/wC که w همون اومگاست و برابر 2piF است ( pi=3.14 )
              امپدانس سلف: Z=wL
              خوب؟ چه جوری حساب کردید؟
              لطفا برای مدار با مشخصات زیر هم حساب کنید :
              همون المان های خروجی سیستم که تو شکل نشون داده شده ، فقط مقدار سلف موازی با ANT1 و ANT2 (همون L1 ) برابر با 4.7nH و L2 و L3 هردو مقدارشون 3.9nH باشند.
              اینجوری امپدانس خروجی تغییر میکنه؟ چی میشه؟

              قسمت 4:
              منظورتون از بارهای دیگه چیه؟
              اگر مستقیم به انتن ندیم و فقط به یک مدار ( بار ) که اونم امپدانس ورودیش 50 اهم باشه بدیم چی میشه؟(یعنی کلا آنتنو بیخیال ، بجاش یک بار دیگه بیاد)

              کلا رابطه ی بین 15Ω+j88Ω و 50 اهم و مقادیر سلف ها و خازن ها و امپدانس خروجی و بار ها در خروجی چیه؟
              در مورد محاسبه
              همون که شما گفتید
              یعنی برای سلف از فرمول j l w و برای خازن، یک تقسیم بر j c w که w همون 2pif هست
              فرکانس هم در اینجا برابر با 2.4 گیگ در نظر میگیریم.
              با این توصیف داریم:
              سلف 8.2 نانو: j 123.6
              سلف 2.7 نانو: j 40.7
              سلف 3.9 نانو: j 58.78
              خازن 1.5 پیکو: j 44.23 -
              خازن 1 پیکو: j 66.34 -
              برای ترکیب سری دو تا امپدانس با مقدار z1 و z2 داریم: z1+z2
              و برای ترکیب موازیشون: z1*z2/(z1+z2) ohm
              حالا نکته ی مورد توجه در اینجا اینه که امپدانس ها در اینجا مقادیرشون j هم داره
              ( منظور از j: همون عدد موهومی. یعنی j به توان 2 برابر با منفی 1)
              با این تفاسیر، باید ترکیب های سری موازی مشخص بشه
              و از نقطه ای که میخوایم امپدانس محاسبه بشه، مدار رو بررسی کنیم
              و به جواب مورد نظر برسیم.
              اما چیزی که من نمیدونم
              و به سبب اون نمیتونم محاسبات رو انجام بدم اینه که:
              مقاومت خروجی در ANT1 چقدره؟
              مقاومت خروجی در ANT2 چقدره؟
              مقاومت خروجی در VDD_PA چقدره؟
              بنابراین نمیتونم با مقادیر شما
              مقدار امپدانس معادل رو حساب کنم.

              الان برای چندمین بار دیتاشیت رو خوندم.
              آخرین دریافتم این بود:
              این سیستمی که طراحی شده (خود ماژول)
              برای امپدانس 15+j88 هست. و برای اینکه ماکزیمم توان انتقال پیدا کنه
              حتما باید مدار تطبیق امپدانس موجود باشه
              و برای این ماژول، مدار تطبیق امپدانس 50 اهمی
              همون مداریه که خودش گذاشته
              یعنی همون سلف ها و خازن هایی که بین دو تا پایه ی آنتن
              و پایه VDD_PA و خروجی به آنتن، قرار داده.
              بابراین اگه انتنی غیر از 50 اهم داشته باشیم
              و بخوایم وصل کنیم
              باید این مقادیر سلف و خازن و ... تغییر بکنه
              حالا یک نکته:
              من نمیدونم که آیا این سلف و خازن ها بر روی PCB موجود هست یا نه
              اگر هست که چه عالی
              در غیر اینصورت باید خودمون بذاریم.

              :read:
              1: اللهم صل علي محمد و آل محمد و عجل فرجهم و ...
              2: دانش بهتره يا ثروت؟ بدون شعور هيچکدوم!
              3: دلا معاش چنان کن که گر بلغزد پاي *** فرشته‌ات به دو دست دعا نگه دارد (حافظ)

              دیدگاه

              لطفا صبر کنید...
              X