Трансивер 403 МГц - не устанавливается связь

YurBoc

Всем привет. Есть трансивер, работающий на частоте 403 МГц и использующий фазовую модуляцию. Есть макет (evaluation board) для этой микросхемы.
Макет состоит из двух приёмопередатчиков, которые связываются друг с другом. Каждый из приёмопередатчиков может работать и как "master", и как "slave".
На макете связь работает стабильно, на достаточно большом расстоянии.

Я разрабатываю устройство на основе этих приёмопередатчиков. И у меня ничего не работает.
В reference manual на этот приёмопередатчик есть пример простейшей схемы, которую я и реализовал. Она состоит из П-образной цепи согласования и разделительного конденсатора.
Связь не устанавливается ни между двумя моими платами, ни между моей платой и макетной.
Во вложении - осциллограммы сигнала на антенне для оригинальной схемы (макет) и моей схемы в процессе установления связи. В чём может быть дело?

Реклама

svic

Здравствуйте.
С комментариями к картинкам ничего не напутали?
Монтаж Вашего варианта сильно отличается от макетки?
Что за схемы, на какой базе?
Пока что мы видим мешок, в котором, возможно, сидит кот......

Реклама

YurBoc

С картинками действительно напутал. Сейчас всё исправил.

svic писал(а):Монтаж Вашего варианта сильно отличается от макетки?

Да, достаточно сильно.

svic писал(а):Что за схемы, на какой базе?

На базе микросхемы Zarlink ZL70101. Выбора нет, нужно использовать её.

У меня есть две макетки - Base и IMD (по сути "master" и "slave").

В первой всё совсем сложно - там используются фильтры, коммутатор антенны (передаваемый и принимаемый сигналы идут разными путями)...
Во второй попроще - фильтр, цепь согласования и контур, отсекающий ВЧ-составляющую сигнала (трансивер умеет просыпаться по сигналу 2,45 ГГц).

Я сделал максимально простую схему, чтобы только отладить программную часть. Но и этого не хватило. Сигнал не то, что не передаётся, он даже не формируется корректно. На макетках я снимал антенны, и всё равно видел на осциллографе то, что нужно. В моей схеме в качестве антенны применяется дорожка на печатной плате. Я её пробовал срезать, пробовал напаивать чип-антенну, приделывал SMA-коннектор и подключал антенну от макетки. Ничего не помогло.

sifun

Печатку показывай

Реклама

svic

Скорее всего ляп в монтаже. Нужно проверить тестером все связи на наличие обрывов и КЗ.

Реклама

YurBoc

В монтаже проблем нет, т.к. для надёжности я собрал две макетные платы. К тому же всё, кроме антенной части, работает (регистры читаются, прерывания с трансивера обрабатываются, с питанием тоже всё нормально). Антенная часть - это один чип-конденсатор и одна чип-индуктивность. Их я тоже прозванивал, на землю и друг с другом - всё работает.

Как антенная часть реализована на моей макетке - во вложении. Реальную макетку смогу сфоткать только через пару часов.

Значения элементов я взял почти как на "эталонной" схеме - конденсатор 0,1 мкФ, индуктивность 33 нГн.
Кроме того, внутри микросхемы есть три подстроечных конденсатора.
На выходах RF_TX (он у меня закорочен на RF_RX и подключен к конденсатору) с ёмкостью 2-7 pF с шагом 0.1 pF
На выходах MATCH1 и MATCH2 (у меня они образуют с индуктивностью П-образную цепь согласования) с ёмкостью 5-60 pF с шагом настройки 0.4 pF.
Эти конденсаторы подключены между соответствующим выходом и землёй.

Их я тоже настраивал. Пробовал устанавливать и минимальные значения, и максимальные. На минимальных значениях существенно возрастает амплитуда, но форма сигнала искажается ещё сильнее. Т.к. я разбираюсь в ВЧ-части этого трансивера чуть больше, чем никак, приходится всё делать методом тыка. Вот я и хочу понять, что ещё можно сделать с этой схемой, чтобы что-то начало работать.

Реклама

svic

YurBoc писал(а):Значения элементов я взял почти как на "эталонной" схеме - конденсатор 0,1 мкФ

Под каким позиционным обозначением числится этот конденсатор на "эталонной" схеме?

YurBoc

На эталонной - С11.
На моей ему соотвтетствует С4.

svic

Там 100 пикофарад, а у Вас 0.1мк, т.е. 100000 пикофарад.

YurBoc

хмммм... да, этот момент я упустил

Спасибо! Сегодня попробую запаять туда конденсатор поменьше и посмотрю, что получится.

svic

Это упущение, в принципе, не критично, но возможны и другие "маленькие" неточности. Провертесь.
Попробуйте временно отключить авторегулировку (match1 и match2).

YurBoc

Заменил конденсатор С4 с 0,1 мкФ на 56 пФ (ближайшее, что было к 100 пФ), отрезал дорожки от MATCH1 и MATCH2, и связь между обеими моими схемами установилась!
Дальность связи, правда, всего пара сантиметров, но мне большего для отладки и не нужно.
svic, спасибо огромное!

YurBoc

Могу показать общий вид моей макетной платы, она во вложении.
Как можно было бы сделать здесь антенну? Есть ли смысл приделывать чип-антенну? Если я припаяю длинную проволоку (какой длины?), дальность связи улучшится?
Если удастся получить дальность связи 2 метра - будет просто идеально. Вообще, как можно было бы улучшить эту схему?

svic

Упрощеная схема вполне работоспособна, но уравнять импедансы выхода и антенны не имея достаточно навыков, довольно проблематично. Можно попробовать на выводы щупа осцилла прикошачить небольшую петельку связи (один виточек ПЭВ 0.7-2.0мм диаметром 5-15мм) и использовать как индикатор амплитуды излучения. Антеннку для начала взять в четверть волны 300/403/4=186мм отрезок того-же ПЭВ (или ПЭЛ). Особого согласования не понадобится. Чип-антенну не советую. Короткую (<100мм) можно будет попробовать загнать в резонанс, но по-позже. Можно попытаться реанимировать и Ваш вариант, например так

Триммерок 2-7.

YurBoc

svic писал(а):Триммерок 2-7.

2-7 пикофарад? или нанофарад? я просто даже не представляю, как он будет работать (т.е. его физический смысл на конце антенны). Но сделать обязательно попробую.

С согласованием импедансов там ещё интереснее. В даташите написано, что согласовывать антенну не следует, т.к. используется высокоимпедансный приёмник внутри самого чипа. Соответствующую страницу даташита отправляю во вложении.

svic

2-7 в пикофарадах разумеется, триммеров и даже конденсаторов переменной ёмкости (КПЕ) на нанофарады не бывает.
В согласовании, я так понял, не нуждается приёмник, насчет передатчика ничего сказать не могу. В принципе можно даже попробовать подцепить отдельные антенны к приёмнику и к передатчику, думаю, хуже не станет.

YurBoc

Придётся искать триммер, а то у меня есть только чип-конденсаторы на 0.5, 1.5, 2.7, 3 pF. Но нужно плавное изменение ёмкости, ведь так?
Если я правильно понял, то этот конденсатор должен изменять "электрическую длину" антенны, а именно укорачивать её. Где-то я про это читал, сейчас уже забыл всё напрочь. Вроде как за электрическое укорачивание отвечают конденсаторы, а за удлинение - катушки индуктивности. Если я последовательно антенне включу несколько витков проволоки и буду из сдвигать и раздвигать их, изменяя индуктивность, это не будет аналогом триммера? Или я совсем глупости пишу?

svic

Нет, всё совершенно верно. Однако такой способ справедлив, когда корректирующая реактивность располагается в точке питания антенны. Подстроечный конденсатор на конце антенны просто образует с её индуктивностью колебательный контур, который легко настроить в резонанс.
P.S. Надо бы еще глянуть частоту на ногах кварца - там может оказаться 8Мгц...

YurBoc

svic писал(а):P.S. Надо бы еще глянуть частоту на ногах кварца - там может оказаться 8Мгц...

Проверил. Ровно 24 МГц (точнее, 24.0028МГц). Причём есть какие-то шумы как на входе кварца, так и на выходе.
Они не могут быть причиной нестабильности частоты? Осциллограммы с кварца - во вложении.

Самое интересное, что при проектировании схемы я закладывал туда генератор, а не кварц.
Он должен был обеспечивать более высокую стабильность частоты, но в результате эти 24 МГц вылезли на выход трансивера и промодулировали несущую частоту.
Причиной было то, что на выход генератора шло 3 вольта, а для микросхемы трансивера это было слишком много.
Пришлось отпаять генератор и заменить его на резонатор; трансивер естественно я тоже перенастроил на использование кварца.

Триммеры купил, сейчас попробую напаять их и поймать резонанс. На трансивере как раз для этого есть функция непрерывной генерации несущей частоты.

YurBoc

Триммеры приделал. Пластиковой отвёртки не нашёл, настраивал их пластиковой одноразовой ложкой

Для настройки использовал evaluation board, там есть модуль RSSI. Как только значение уровня сигнала стало максимальным, настройку прекращал.
Теперь дальность связи возросла на порядок, до 10 см. И это с такой антенной! Для отладки этого мне в общем-то хватит, большое спасибо за помощь!