Нетобзор - форум про интернет

Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.


Расширенный поиск  

Автор Тема: "шаловливые ручки" или "куда девалась связь?"  (Прочитано 1617 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Mr.Alex (Олекса)Автор темы

  • Unknown host adv...
  • Модератор форума
  • *
  • Благодарность: +1171/-0
  • Онлайн Онлайн
  • Сообщений: 9612
  • Город: KharkOFF city
  • Модем: DrayTek2130
  • Провайдер: Kyivstar
  • Тариф: Special -50%
  • Антенна: WiFi2405GL
  • Раздаю БАНаны, налетай! Ночной и злой модератор.

К написанию данного материала меня "сподвигло" то, что зачастую подавляющее большинство пользователей модемов/роутеров с WiFi или иных беспроводных приемо-передающих устройств - имеют весьма слабое представление о том, как это все работает и удивляются/возмущаются - почему оно работает не так, как должно или как хотелось бы. Посему решил собрать материалы из интернета в одну обобщенную тему. Прежде всего, аппаратной установкой и пусконаладкой оборудования должен заниматься специалист, который не обязательно должен (да и не обязан) быть "гуру" в программном обеспечении, но который понимает, что такое КСВ, АФУ и.т.д. Не стоит сразу пугаться этих сокращений, достаточно просто следовать рекомендациям и скорее всего проблемы будут сведены к минимуму, а в лучшем случае - до "0". Читать теорию не всегда интересно, но от этого никуда не денешься, начнем с азов.

Что такое КСВ?

Аббревиатура КСВ - это коэффициент стоячей волны (зарубежная аббревиатура SWR), имеет величину от 1,0 до бесконечности. Коэффициент стоячей волны характеризует степень согласования антенны и фидера (ВЧ кабеля, также говорят о согласовании выхода передатчика и фидера или антенны). На практике всегда часть передаваемой энергии отражается и возвращается в передатчик. Отраженная энергия ухудшает работу передатчика и может его повредить. КСВ рассчитывается следующим образом: КСВ=(Wпад+Wотр)/(Wпад-Wотр) где Wпад - падающая энергия, Wотр - отраженная энергия. В идеале КСВ=1, значения до 1,5 считаются приемлемым в ДМВ диапазоне. Чем выше КСВ, тем больше в % потеря мощности передатчика. Как правило за основу можно взять такие данные. При КСВ=1,93; 1,7; 1,57: потеря мощности составит Рп=10%, 8%, 5%.

Что такое АФУ?

АФУ - это антенно-фидерное-устройство или, как еще иначе называют - антенно-фидерный тракт. Включает в себя антенну, ВЧ кабель и ВЧ разъемы, подключаемые к приемо-передатчику.

Попробую пояснить "на пальцах". Итак, представьте электрический утюг. У него есть главный элемент - это спираль (нагревательный элемент), что питается от напряжения ~220 вольт. Спираль имеет некое омическое сопротивление. Дальше все просто, по спирали течет ток, она нагревается, но - ничего не сгорает. Причина в согласованности сечения проводов по току, омического сопротивления спирали и проходящего тока для номинального разогрева. Если вы уменьшите спираль (обрежете) - то она практически мгновенно сгорит, либо сгорит предохранитель. Запомнили, как работает утюг? Переносим этот пример на работу модема. У него есть передатчик имеющий, некую выходную мощность, разъемы, возможно наличие ВЧ кабеля и подключенной антенны.

Не вдаваясь в подробности, прошу взять за правило величину 50 Ом - это сопротивление выхода приемо-передатчика модема, используемой антенны и такое же сопротивление должно быть нормировано у ВЧ кабеля и соединительных разъемах. Выходной каскад модема стандарта СДМА имеет оммическое сопротивление 50 Ом и передатчик имеет выходную мощность 250 миливатт, также за правило взято то, что подключаемая антенна должна быть именно 50 Ом и кабель, через который она подключается - тоже должен быть 50 Ом.

Пробуем все это "собрать" воедино. Передатчик модема выдает некую мощность излучения (с примером утюга - это источник питания 220 вольт), на выходе передатчика должна быть некая нагрузка - антенна (с примером утюга - это спираль). Идеальный вариант, это когда вся мощность передатчика попадает в антенну, а антенна излучает ее в эфир, добавляя свой коэффициент излучения (изотропная мощность). С примером утюга - "ваша спираль начнет нагреваться и работать". Если используется некачественная антенна, кабель, "болтающиеся" или некачественные разъемы, то энергия передатчика в антенну - "недопередается" и "оседает" в нем самом (на примере утюга - сгорает предохранитель), а в жизни - сгорает выходной каскад модема.

"У нас так не бывает, у нас все хорошо!" - обычно говорят пользователи. Попробую привести самые распространенные ошибки и проблемы, которые возникают.

1. Задумывались ли вы, какие антенны вы используете? Уверен, что нет. Зачастую статистика показывает, что практически 50% использует или самодельные антенны, или антенны с плохим качеством изготовления. Также кабели и разъемы оказываются порой весьма сомнительного качества. Не буду акцентировать внимание на таких параметрах, как КУ (коэффициент усиления антенны) и ШДН (ширина диаграммы направленности). КСВ - "кто виноват и что делать", кто забыл, может выше прочесть заново.

2. КСВ - для надежной работы передатчика, это наверное самый главный параметр. Идеально, когда КСВ антенны находится в пределах 1,1...1,5.

Что будет происходить, если антенна имеет КСВ больше принятого номинала? Мощность, выдаваемая передатчиком, будет поступать на разъем внешней антенны и выход передатчика, как правило - всегда согласованный КСВ 1. Если вход антенно-фидерного-устройства по КСВ будет (например) 2, то часть мощности (а вернее почти ее половина) - останется и "осядет" в передатчике. Результат - передатчик (выходной каскад) начнет нагреваться. Хорошо, если в нем есть защита (тепловая) и он просто выключиться или снизит мощность. Но если защиты нет (а чаще всего - ее нет), то передатчик модема будет греться до тех пор, пока не выйдет из строя (вспомним утюг, спираль, предохранитель). Аналогично тоже самое будет происходить, если антенна - некачественно изготовлена и "не держит" влагу. Влага, попадая в нее и в кабель - вызывает окисления внутри фидеров и разъемов, что повлияет на КСВ используемой антенны. Очень часто встречаются случаи, где в целях "экономии" используют дешевый телевизионный 75-ти Омный кабель.

Многие наверняка отнесутся скептически, но это право каждого. Хочу привести пример одной из причин выхода из строя передатчиков в WiFi точках доступа, роутерах и адаптерах. Устройство адаптера: чип Атхерос, две сборки (усилители мощности 2 ГГц и 5 ГГц), переключающие ключи между сборками и "обвес" (резисторы, конденсаторы, стабилизаторы и.т.д.). Обратите внимание на выходные каскады: их два. Один работает в диапазоне 2 ГГц, второй в диапазоне 5 ГГц (в СДМА модеме аналогично - 800мгц и 1900мгц). За счет этого достигается универсальность и возможность работы в разных диапазонах/стандартах.



Так выглядят выходные сборки усилителей мощности.



Структурные схемы усилительно-передающих сборок.
Сборка, работающая в диапазоне радиочастот 2 ГГц.



Сборка, работающая в диапазоне радиочастот 5 ГГц.



В устройствах имеются переключающие элементы (коммутаторы), которые управляются программно (прошивка (firmware) ПО - при помощи которого работают радиоустройства). Данные коммутаторы необходимы для выбора того или иного диапазона работы и переключения приемника-передатчика на прием-передачу. При помощи ключей управления происходит отключение питания того или иного модуля ВЧ-тракта. Например, если выбрана работа в диапазоне 2 ГГц, то это значит, что переключатель переключит усилитель мощности, который работает в 2 ГГц - на антенный выход и при этом отключит питание усилителя мощности, работающего в диапазоне 5 ГГц и наоборот.

Примерная схема работы.



Представим такую ситуацию, что есть устройство, которое умеет работать в двух диапазонах - 2 ГГц и 5 ГГц. Устройство честно работает в своем отведенном диапазоне 2 ГГц, вся система АФУ должна быть "заточена" только под этот диапазон и все бы прекрасно работало, если бы соблюдались технические условия эксплуатации. Зачастую же, либо "специалист-установщик" совсем "криворукий", либо пользователь "экономит" и сам все делает "на глазок". Отсюда и "классика жанра" - передатчик начинает перегреваться. Причина: "кривонастроенное" АФУ не умеет нормально работать в выбранном диапазоне и КСВ составляет 5...10, а то и больше, либо на каком-то из участков АФУ банально "сэкономили".

И в результате выходная сборка усилителя мощности перегревается и выходит из строя. Причем, выйти из строя может так, что появляется "короткое" по вторичной шине питания и срабатывает защита источника (если она есть, но зачастую - ее нету) и отключает полностью все устройство. А если защиты в источнике питания нет, то может прогореть и дорожка шины питания на самой процессорной плате, и сам ШИМ-стабилизатор вторичного питания может выйти из строя.

Вот фото после "экспериментов".



Когда-то там был чип усилителя мощности, а черная точка на теплопроводящей резине защитной крышки - ни что иное, как последствия высокой температуры. При этом "подгореть" могут и другие элементы, например тот же коммутатор или полосовой фильтр, который возможно и останется "жизнеспособным", но вместо 0,5...1Дб потерь - то теперь потери на элементах, которые после "подгорания" могут быть там - спрогнозировать просто невозможно.

Напоследок хочу сказать свое веское слово тем пользователям, которые любят "качать права" и обвинять всех вокруг во всех грехах: в данном случае мы имеем налицо нарушения условий эксплуатации оборудования, такое оборудование под гарантийный случай не попадает. И еще: у СВЧ оборудования - более "жесткие" требования по соблюдению правил эксплуатации, чем у "классического" низкочастотного.

 

+ Быстрый ответ