Помогите правильно подключить антенну для модуля TEF6686

[Asmodey]

Garryadmin писал(а):

И уж тем более не надо сравнивать открытый кабель и кабель, нагруженный четвертьволновым штырем

Само собой, ни в какое сравнение не идет. Кабель с висящими концами не так ужасен как кабель с висящим на его центральной жиле кусок непонятно чего. Потому как кусок провода (трубы, прутка) без противовесов и (или) согласующего устройства никак не четвертьволновый штырь, а просто кусок провода, трубы или металлического прутка. И КПД получившегося АФУ будет еще ниже, чем у одиноко висящего на входе приемника коаксиального кабеля.

И вообще, если на штыре висит несогласованный и оттого реактивный кабель, почему это штырь будет длиной в четверть волны? Его электрическая длина вместе с кабелем будет иметь произвольную длину в зависимости от частоты и длины самого кабеля.

Garryadmin писал(а):

Это антенна приемника радиоуправления на 2,4 ГГц. Тут кабель просто зачищен от оплетки на длину, равную четверти длины волны рабочего диапазона частот. И нет никаких противовесов, согласующих и симметрирующих устройств
Вы думаете, что все кто это разработал просто дураки, ничего не понимающие в радиотехнике?

Если все так и есть на самом деле - просто зачищенный кусок центральной жилы, тогда да, особым умом они не блещут. "Разработчики" по-видимому видели как мы когда-то делали похожие антенны из коаксиального кабеля. Видели кабель, видели зачищенную жилу... не зная, что есть нюанс. Примерно такой же, как в анекдоте про Петьку с Василием Ивановичем

Garryadmin писал(а):

DedKusto, я уже говорил вам - фильтруйте информацию, включайте логику. Вот вы сейчас ударились в переделку антенны и её подключения, а на самом деле это не сильно вам поможет

Уже помогло, как он писал выше. Выбросил кабель, подключил кусок провода непосредственно к входу модуля и получил + несколько дБ.

[Garryadmin]

Asmodey, такое впечатление, что вам лишь бы поспорить. DedKusto спрашивает практического совета, а вы, даже не разобравшись в сути проблемы, закидываете его теоретическими (идеализированными) выкладками.

Asmodey писал(а):

КПД получившегося АФУ будет еще ниже, чем у одиноко висящего на входе приемника коаксиального кабеля.

Пруф в студию!

Asmodey писал(а):

И вообще, если на штыре висит несогласованный и оттого реактивный кабель, почему это штырь будет длиной в четверть волны?

Скорее, наоборот, несогласованный штырь висит на кабеле. А вот кабель, как минимум согласован со входом тюнера (в той или иной степени). В месте соединения кабеля и штыря из-за несогласованностей и реактивностей возникает точка отражения - часть принятого штырем сигнала проходит в кабель, а другая часть отражается обратно в штырь и излучается в пространство со смещением фазы. И вот от соотношения пройдённой и отраженной энергии и зависит КПД. Подбирая длину телескопической части антенны можно свести к минимуму реактивности и несогласованности на конкретной частоте, и как следствие - отраженную часть сигнала.

Asmodey писал(а):

Его электрическая длина вместе с кабелем будет иметь произвольную длину в зависимости от частоты и длины самого кабеля.

Ну, во первых, и частота и длина кабеля нам известны, поэтому никаких произвольностей быть не может, рассуждайте, плиз, касательно конкретного случая, а не абстрактно "пальцем в небо". Во вторых никто не мешает вам сделать расчет такой системы и посмотреть какой будет КПД и какое будет реальное ослабление сигнала по сравнению с согласованной антенной. Ну, и в третьих - проделайте опыт - сравните напряженность на входе модуля при штыре и при диполе. Тогда и высказывайте авторитетное мнение, в противном случае - это болтология.

Asmodey писал(а):

Если все так и есть на самом деле - просто зачищенный кусок центральной жилы, тогда да, особым умом они не блещут. "Разработчики" по-видимому видели как мы когда-то делали похожие антенны из коаксиального кабеля. Видели кабель, видели зачищенную жилу... не зная, что есть нюанс.

Прежде чем осуждать других, нужно попытаться понять почему они так сделали, может просто у вас нет всей необходимой информации? Попробую немного пояснить - если вы к оплетке не подключили противовес, то ВЧ токи начинают течь обратно по оплетке и далее по земляным цепям схемы. Поскольку длина этого пути как правило отличается от резонансной, то согласование штыря ухудшается по сравнению с резонансным противовесом. Ухудшение выражается в падении уровня сигнала на входе модуля примерно от 1,5 до 7 раз (по моим измерениям) в зависимости от многих условий. В любом случае на приеме это отражается не кардинально и во всех практических применениях (в частности в переносных приемниках) вполне сносно, по крайней мере прием возможен всегда, а у ТС полный ноль, значит не в этом дело.

Asmodey писал(а):

Уже помогло, как он писал выше. Выбросил кабель, подключил кусок провода непосредственно к входу модуля и получил + несколько дБ.

Лично мне результат этого опыта не понятен, т.к. проводился он "методом ненаучного тыка" - подключил один штырь без кабеля, потом другой без кабеля, потом третий с кабелем Получил три разных результата. Не понятно в чем опыт состоял? Надо было один и тот же штырь подключить с кабелем и без кабеля, а потом тоже самое с изменением длины антенны по максимуму сигнала. Вот тогда можно было бы сравнивать. При этом эксперименты нужно было проводить подальше от города, чтобы исключить влияние перегрузки входных цепей и переотражений сигнала.

[Asmodey]

Garryadmin писал(а):

Скорее, наоборот, несогласованный штырь висит на кабеле.

Это как? Кабель уже никакого влияния на штырь не оказывает и не является его продолжением, только потому что мы назвали его кабелем??? И вот без всяких согласующих устройств штырь тут же заканчивается в месте соединения с РК? Обрывается стремительным домкратом в этой точке? А откуда штырь знает, где ему должно закончится? Он же сам себя к центральной жиле несогласованного кабеля не припаивал... Откуда ему знать?

[Garryadmin]

Asmodey писал(а):

Это как? Кабель уже никакого влияния на штырь не оказывает и не является его продолжением, только потому что мы назвали его кабелем???

А вы думаете для чего используют кабель? Чтобы он влиял на антенну? Как раз наоборот - чтобы уменьшить влияние удаленного от входа ВЧ блока подключения антенны. Кабель - это система из минимум ДВУХ проводников. Вся передаваемая энергия сосредотачивается МЕЖДУ двумя проводниками кабеля, поэтому излучения из кабеля при передаче не происходит, а при приеме внешний проводник является экраном, поэтому вся наведенная энергия сосредотачивается на оплетке, а на центральную жилу попадает лишь малая часть, определяемая степенью экранировки. Так что рассматривать нужно не только часть кабеля, подключенного к штырю, а весь кабель целиком, т.е. систему из центрального проводника и оплетки (экрана). Поэтому не важно кто настроен, а кто расстроен Кабель является средой передачи энергии, а не просто отдельным проводником. А поскольку со стороны модуля он достаточно хорошо согласован, то можно считать систему "кабель-вход модуля" полностью настроенной. А вот со стороны штыря, ввиду отсутствия специального (резонансного) противовеса, происходит нестыковочка - его сопротивление в точке подключения около 10 Ом, в то время как у кабеля - 75. Вот в этой точке и происходит рассогласование (причем вовсе не обязательно, что с большой реактивностью). Если рассматривать кабель и штырь как систему, то возбуждение тока в проводнике будет осуществляться только на участке голого штыря, как только он переходит внутрь кабеля возбуждение в нем тока за счет электромагнитной волны прекращается, т.к. оплетка его экранирует. При этом на оплетке возбуждение продолжается, и поскольку она геометрически находится дальше штыря, то направление тока в ней будет соответствовать току в противовесе. Как я уже писал, эффективность такого решения хуже, чем с отдельным противовесом, т.к. по оплетке будут течь токи в разных направлениях. Тем не менее, за счет того, что наведенный ток от внешней волны будет течь преимущественно по внешней части оплетки, а ток идущий к модулю - по внутренней, то потери будут не катастрофическими и в основном будут определяться резонансами на внешней части оплетки и земляных проводников.

Asmodey писал(а):

И вот без всяких согласующих устройств штырь тут же заканчивается в месте соединения с РК? Обрывается стремительным домкратом в этой точке? А откуда штырь знает, где ему должно закончится? Он же сам себя к центральной жиле несогласованного кабеля не припаивал... Откуда ему знать?

А ему и не надо ничего знать, всё определяется физикой. Электромагнитная волна возбуждает в нем ток, который будет иметь максимум как раз в точке перехода штыря в кабель, в случае, если штырь равен четверти длины волны. На дальнейший участок проводника волна уже не действует, соответственно, в формировании тока не участвует, поэтому на резонанс не влияет. В небольшой степени будет влияние на резонанс со стороны реактивностей кабеля из-за неполноценного (нерезонансного) виртуального противовеса, но это частично можно скомпенсировать подобрав длину штыря.

[Asmodey]

Garryadmin писал(а):

Электромагнитная волна возбуждает в нем ток, который будет иметь максимум как раз в точке перехода штыря в кабель

А где тут штырь переходит в кабель? Здесь штырь переходит в какую-то емкость или индуктивность, а не в 75-омную активную нагрузку. И соответственно, штырь будет короче или длиннее в зависимости от того, чем в данном конкретном случае (длина кабеля, длина волны) прикидывается кабель на своем открытом конце.

[DedKusto]

Поэтому начинать нужно именно с борьбы с помехами. Вот вы написали, что ваш Самсунг начинает плохо принимать, когда вы включаете свой приемник. Значит нужно разобраться что там излучает помехи. Вам правильно посоветовал roman.com - начните с того, что отключите все устройства от своего модуля, запитайте его от батарейки (аккумулятора) а на выход подключите наушники (он их вполне потянет, в крайнем случае подключите высокоомные ТОН-2), подключите свою телескопическую антенну (безо всяких там экранов и противовесов) и послушайте - если станции будут приниматься хорошо, то начните подключать по очереди - блок питания - усилитель - индикатор, и каждый раз проверяйте что изменится. Таким образом вы и найдете источник помех. С вероятностью 90% это будет или блок питания или усилитель, ну или и то и другое

Спасибо !!
Никак не получается выехать на дачу
Получается, план такой :
1) Подключить ардуину к ноутбуку, модуль к ардуине, антенну сразу в модуль, без экрана (я уже переделал плату, чтоб антенну сразу в нее вкручивать, прямо рядом с модулем)
Подключить наушники
Включить на ноуте программу и наблюдать
2) Включить в розетку блок питания, пока что не подключая ничего к модулю - замерить результат
3) Подать питание на плату усилителя - замерить результат
4) Подключить модуль к плате усилителя - замерить результат
5) Проделать все тоже самое с подключенным металлическим экраном
6) Проделать тоже самое с аккумулятором вместо блока питания

Если бы результат было так просто замерять ! Казалось бы - выводится же сила сигнала - ее значение и нужно мониторить. Но почему-то при силе сигнала 40 в городе есть звук, а на даче - одни шумы. Почему так ?

[vlad5]

DedKusto писал(а):

при силе сигнала 40 в городе есть звук, а на даче - одни шумы. Почему так ?

А у Вас "сила сигнала" это что: уровень сигнала или отношение сигнал/шум?
Для хорошего качества приема и, особенно для приема RDS, нужно хорошее соотношение сигнал/шум (S/N).
Вот пример индикатора приемника с этими двумя показателями качества приема:

Спойлер

Выведите на экран приемника еще и отношение сигнал/шум, вроде как микросхема модуля это поддерживает.
Тогда будет легче ориентироваться в проблеме плохого приема.

Вложения

PL-505_f01.jpg

(90.68 KiB) Скачиваний: 225

PL-310ET_f01.jpg

(113.83 KiB) Скачиваний: 209

[DedKusto]

А у Вас "сила сигнала" это что: уровень сигнала или отношение сигнал/шум?

Добрый вечер !

Функция "Get_Quality_Status", среди прочего, выдает вот такие данные :

2) level
level detector result
-200 … 1200 (0.1 * dBuV) = -20 … 120 dBuV RF input level
actual range and accuracy is limited by noise and agc

3) usn / noise
noise detector
FM
ultrasonic noise detector
0 … 1000 (*0.1 %) = 0 … 100% relative usn detector result

4) wam / co-channel
FM multipath detector / AM co-channel detector
FM
‘wideband-AM’ multipath detector
0 … 1000 (*0.1 %) = 0 … 100% relative wam detector result


Сила сигнала, как я понял, это данные из п.2

А как вывести соотношение сигнал/шум ?

Добавлено after 48 minutes 53 seconds:
Товарищи, хочу поблагодарить всех откликнувшихся, кому не была безразлична моя проблема !

Сегодня вернулся с дачи и вот какие результаты тестов.
Модуль подключен к Ардуине, Ардуина - к ноуту. На плату с модулем ввинчена телескопическая антенна, к земле коротеньким проводом присоединен экран



Звук слушаю через наушники.

Рядом стоит описанный мной ранее старый цифровой радиоприемник Samsung, который принимает почти все станции - он настроен на 87,5 fm и вполне себе неплохо принимает, вот только накладывается какая-то соседняя волна и слышна посторонняя речь.

1) Включаю свой тестовый стенд (описан выше) - присоединяю USB к ардуине. Samsung стал принимать чуть хуже.
Мое радио настраиваю на 87,5fm : сила сигнала = 4, качество звука так себе : еле различима речь ведущего.
Мое радио настраиваю на 102,5fm - офигенно ! Но сила сигнала = 18. Даже стерео иногда прорывается, но RDS нету

2) Отключаю от питания радиомодуль - Samsung принимает чуть лучше. Отключаю ардуину - Samsung не реагирует.

3) Включаю свой стенд, отключаю экран (металлический лист) - все плохо, одни шумы и на 87,5 и на 102,5 !!!
Т.е. экран РЕАЛЬНО дает прирост качества сигнала или чего-то там еще !!

4) Включаю AC-DC конвертер Recom (он просто стоит рядом, не подключен ни к ардуине, ни к радиомодулю) : и на моем приемнике и на Samsung еле-еле заметны потрескивания


5) От AC-DC конвертера Recom запитываю усилитель класса D - и на том и на другом приемнике возникают дикие помехи !


Соответственно, мысли следующие :
1) Заменить AC-DC конвертер на вот этих товарищей :

Мне необходимы следующие уровни питания : 12 (для усилителя), 5 (для большинства) и 3,3 (для дисплея) - придется брать кренки и сажать их на вот такие радиаторы, чуйствую ...

2) Заменить, как мне посоветовали выше, усилитель D-класса на аналоговый.

3) Никаких импульсных преобразователей питания

Это ж будет не только радиоприемник, но и инфракрасный нагреватель ! Ему небось понадобится кулер внутри ?

Был бы благодарен, если бы кто-то помог со следующими вопросами :
1) на моем тестовом стенде радиомодуль, на всякий пожарный, гальванически развязан от питания и по I2C шине :
для питания я использовал B0505S-2W , а для I2C шины - ADUM1250
Это хорошо или избыточно ? Учитывая, что аудиоканалы все равно будут идти в усилитель, а там хз как они соединены с общей землей ...
2) Микросхема CH340G (USB-UART), которая стоит в моей ардуине, может фонить ? Ее убрать в готовом радиоприемнике ? Я просто хотел в приемник воткнуть мою ардуинку целиком, чтобы проще было перепрошивать ...

Спасибо за ваши ответы ! Вы мне уже очень помогли, т.к. я, наверное, уже могу собрать приемник, который будет ловить на даче любимую радиостанцию мамы

[vlad5]

А как вывести соотношение сигнал/шум ?

Это Ваш пункт 3. Можно выводить просто в процентах, больше- лучше.

>2) Отключаю от питания радиомодуль - Samsung принимает чуть лучше.
Экран радиомодуля где? Или всей платы с модулем?

>4) Включаю AC-DC конвертер Recom
Получается что этот преобразователь хорошего качества и использовать его можно при хорошем уровне сигнала.

>Заменить усилитель D-класса на аналоговый.
Да, это надо 100%
>
Ему небось понадобится кулер внутри ?
Какой кулер, кулер - это фактически маломощный преобразователь, помехи от него тоже есть.

>Это хорошо или избыточно?
Конечно избыточно. Тут вопрос только в том, останутся эти детали в приемнике или нет. Дело в том, что B0505S-2W дает помехи в диапазоне десятков-сотен килогерц, а вот ADUM1250 сильно излучает в эфир на частоте 360МГц, и еще куча гармоник вверх и вниз. ADUM рекомендуется разводить минимумум на четырехслойной плате и экранировать если это возможно. Причем не только этот ADUM1250, а вообще все, сделанные по такой технологии.
В общем в приемнике не должно быть ничего лишнего.

>Учитывая, что аудиоканалы все равно будут идти в усилитель,
Для таких случаев можно развязать землю и сигнал аудио с модуля от усилителя трансформаторами. Китайцы выпускают даже специальные платы аудиоразвязки.

>Ее убрать в готовом радиоприемнике
Лучше конечно убрать, а прошивать через UART и стандартный загрузчик ARDUINO. Или свой собственный.

[DedKusto]

>2) Отключаю от питания радиомодуль - Samsung принимает чуть лучше.
Экран радиомодуля где? Или всей платы с модулем?

От платы с радиомодулем отключаю провода питания. Видимо, сама микросхема TEF6686 дает какие-то незначительное, но помехи

>4) Включаю AC-DC конвертер Recom
Получается что этот преобразователь хорошего качества и использовать его можно при хорошем уровне сигнала.

Может, его все-таки заменить на трансформатор, диодный мост, конденсатор и кренки ?

>Учитывая, что аудиоканалы все равно будут идти в усилитель,
Для таких случаев можно развязать землю и сигнал аудио с модуля от усилителя трансформаторами. Китайцы выпускают даже специальные платы аудиоразвязки.

Посоветуете что-нить приличное ?

Спасибо !!

[vlad5]

Может, его все-таки заменить на трансформатор, диодный мост, конденсатор и кренки?

Тут только Ваше желание и возможности. Можно использовать и то и то.

>Посоветуете что-нить приличное ?
Я брал примерно такое, правда было дешевле: https://aliexpress.ru/item/4000125134208.html
Можно искать на али сочетание "audio isolator". Если готовая платка не нужна, то можно купить таких трансформаторов и самому спаять.
А еще такие помехи хорошо подавляет усилитель с дифференциальным входом, например такой, переключенный с класса D на класс АВ:
https://aliexpress.ru/item/32881253263.html
Тогда можно и без изолятора обойтись. Вообще тема про аудиоизоляторы была хорошо рассмотрена в форуме ардуинщиков про WebRadio:
http://arduino.ru/forum/proekty/wi-fi-internet-radio
WiFi-модуль дает помех действительно много, не чета этому приемнику

[Dimonko]

DedKusto! Вам удалось решить проблему?

[Asmodey]

Дачный сезон закончился.

[DedKusto]

Прошу прощения, что не отвечал так долго, тут такое дело ...
Дело в том, что в результате досадных ошибок я спалил ноут, подав 12В на USB (перепутал с 5В). Сгорело не все, только USB и звуковуха, но все же.
В следующем опыте при попытке подключить питание от 220В, кое-что закоротило и, т.к. макет был подключен к моему домашнему компу, комп сгорел к хренам, пришлось менять материнку ну и проц заодно.
На макете сгорели все платы, кроме платы с усилителем TDA7297. Пришлось ждать из сосиалиэкспресса модуль радио и дисплея, довольно долго шло.
Сейчас собрал опять, попробую в субботу на дачу съездить, протестировать. Должно заработать по идее.

PS
Я помню, что обещал написать пост про строительства приемника, обязательно напишу, как закончу.

[Asmodey]

Хренасе Квартира надеюсь не сгорела?

[DedKusto]

В общем все прошло неплохо, за исключением варианта, когда я вызывал функции отрисовки графики на дисплее ILI9341 . Если, скажем, на него что-то один раз вывести, помех нет. Но если постоянно что-то отрисовывать, то возникают помехи именно в момент вызова функций. Что это может быть ? Дисплей подключен по SPI. Это помехи в эфир ? Можно как-то экранировать ? Очень не хочется отказываться от этого дисплея ...

[DedKusto]

Попробовал изолировать радиомодуль с помощью B0505S-2W и adum1250 - улучшений нет. Надо как-то уменьшить количество вызовов функций дисплея.

[Asmodey]

DedKusto писал(а):

Попробовал изолировать радиомодуль с помощью B0505S-2W и adum1250

В теме кажется писали уже, что в радиоприемной технике импульсные источники питания крайне нежелательны. Вы же еще больше всякого шумного туда напихали.

Всю цифровую часть устройства вынести в отдельный блок. Смонтировать придерживаясь правил минимизации импульсных помех (есть книги на эту тему и не одна), особое внимание уделяя соединению земель. Цифровой блок экранировать (жестянка от консервных и кофейных банок в помощь), оставив только окошко под дисплей и дырдочки под кнопки/крутилки. Линии питания, линии синхронизации и данных для управления тюнером вывести из цифрового блока через синфазные трансформаторы. Тогда может чего путное и получится.

[DedKusto]

В общем, убрал все, что может шуметь в эфир.
Питание - трансформатор с минимальной обвязкой. Усилитель - на TDA7297, fm-модуль взял таки Si4735 , ибо с ним меньше заморочек по настройке. Дисплей взял текстовый (жидкокристаллический экран), 16x2 .
Пообщался с инженерами - сказали, что в качестве хорошего противовеса для антенны подойдет заземление !!!
Спросили, какое у меня на даче заземление (оно у меня честное - несколько уголков, забитых в земную кору) и говорят, что если питание у меня трансформаторное, т.е. с гальванической развязкой, то можно землю на плате соединить с заземлением и будет прям отличный противовес. Провел несколько тестов - вроде бы ловит, даже RDS появился на некоторых станциях. Собрал все, поеду в субботу тестировать. Если все получится, напишу статью, как собирал радиоприемник !

[Asmodey]

DedKusto писал(а):

Пообщался с инженерами - сказали, что в качестве хорошего противовеса для антенны подойдет заземление !!!

Они правы, но... только на ДВ-СВ-КВ. На УКВ провод от приемника до заземлителя будет иметь длину нескольких длин волн. Если только приемник не прикопать в землю подключив общий провод непосредственно к уголку-заземлителю.