A modo de comparación, se seleccionan modelos que son idénticos en características. Aliexpress yellow Noname y RF-Link 1800 / 2100-75-23 : según el pasaporte, ambos amplifican las bandas de 1800 y 2100 MHz en 75 dB y tienen una potencia de salida de 200 mW (23 dBm). Una observación importante en el artículo no se considera la diferencia de precio, sí lo es, el artículo compara las características reales emitidas por los repetidores.
Teoría
Los tipos de modulación utilizados en las comunicaciones modernas exigen mucho de la linealidad de las rutas de transmisión y recepción. Estos requisitos también se aplican a los repetidores, porque el repetidor se convierte en parte del sistema, un intermediario entre la estación base y el terminal móvil del suscriptor, y la confiabilidad de la comunicación o la cantidad de interferencia y problemas para el usuario que el repetidor crea dependerán de la calidad de la mano de obra, la calidad de los componentes y el conocimiento y la experiencia de los ingenieros de desarrollo. en caso de incumplimiento de algunos requisitos durante el desarrollo y la producción de los cuales se discutirán a continuación.
¿Qué es un repetidor? Para simplificar, este es un amplificador de banda lineal bidireccional. De hecho, es un dispositivo electrónico complejo que debe cumplir requisitos estrictos.
El propósito funcional principal de un amplificador de radiofrecuencia es aumentar el nivel (rango de oscilaciones, amplitud o potencia) de la señal de entrada sin distorsiones inaceptables de su forma, composición espectral y deterioro de la relación señal / ruido. En la práctica, es imposible obtener una señal no distorsionada a la salida del amplificador. Esto se debe a que el amplificador incluye elementos activos y pasivos que hacen su contribución negativa, generando distorsión.
Los elementos activos incluyen amplificadores de bajo ruido e intermedios (en cascada), atenuadores electrónicos, transistores de salida, detectores de nivel de señal. Los elementos pasivos incluyen filtros dúplex y paso banda, condensadores, inductores.
Distorsiones lineales y no lineales y su influencia en la calidad de la señal.
La distorsión lineal se refiere a la no uniformidad de la característica de amplitud-frecuencia (AFC). La fuente de la distorsión lineal son los filtros dúplex y paso banda. La irregularidad de la respuesta de frecuencia depende de la calidad de su fabricación. La respuesta de frecuencia también se ve significativamente afectada por el grado de coincidencia de todos los elementos en la ruta de amplificación desde el conector de entrada a la salida, el diseño de los elementos y la detección de las etapas de amplificación. Para que el amplificador en la banda de frecuencia de funcionamiento no introduzca distorsiones lineales, su respuesta de frecuencia debe ser rectangular, y la característica de frecuencia de fase (respuesta de fase) lineal.
Las distorsiones no lineales incluyen distorsión de compresión, distorsión de intermodulación de segundo y tercer orden, distorsión de fase de la señal.
Las fuentes de distorsión no lineal son componentes activos, atenuadores electrónicos, amplificadores de bajo ruido (LNA), circuitos amplificadores de etapas intermedias, transistores de salida que funcionan en modo de saturación, detectores de nivel de señal.
Para minimizar las distorsiones no lineales y mantener el amplificador en modo lineal, se introduce un circuito de control automático de nivel de entrada (AGC) en la ruta de amplificación. Su tarea es comprimir el rango dinámico de la potencia de la señal de entrada y mantener el amplificador cerca del punto de saturación.
Existen varios métodos para cuantificar la linealidad de un amplificador de potencia. Un punto de intersección de tercer orden (IP3) es una característica bien conocida de un amplificador. El método se basa en una prueba de dos tonos. Dado que los sistemas de comunicación modernos crean señales muy complejas, una medición de IP3 relativamente simple a menudo no es adecuada como indicador de la linealidad requerida. Además, los estándares no definen los requisitos de medición de IP3. Para evaluar la calidad de la señal con modulación digital en la salida del repetidor, se utilizan indicadores como el módulo de vector de error (EVM) y el coeficiente de fuga de potencia del canal adyacente (ACLR). Un aumento en las distorsiones lineales y no lineales conduce a una disminución en ACLR y un aumento en EVM.
Módulo de vector de error (EVM)
EVM es un indicador importante de la calidad de las señales moduladas digitalmente, que expresa la diferencia entre las amplitudes y fases de las señales medidas e ideales. Se expresa como un porcentaje. Un valor EVM muy bajo significa que la señal que se está probando es casi completamente idéntica.
fuente.
Para WCDMA, 3CPP define un límite máximo de EVM de 12.5% para una señal modulada 16QAM y 17.5% para QPSK.
Para OFDM, 3CPP define un límite máximo de EVM de 12.5% para una señal modulada 16QAM, 8% para 64QAM y 17.5% para QPSK.
Factor de fuga de potencia del canal adyacente (ACLR)
Factor de potencia de canal adyacente (ACPR)
Estos parámetros se utilizan para evaluar el grado de distorsión causada por la no linealidad de los amplificadores.
Para WCDMA, la especificación 3GPP describe los límites mínimos para el primer y segundo canal adyacente. Para el primero es -45dB, para el segundo es -50dB.
Para OFDM, el límite de -44.2 dB se describe en la especificación 3GPP.
Un aumento en las distorsiones lineales y no lineales conduce a una disminución en ACLR y un aumento en EVM.
La prueba de repetición implica:
- medición de la banda de frecuencia OBW amplificada por ella,
- medición de respuesta de frecuencia
- medición del coeficiente de fuga de potencia en el canal ACLR adyacente o factor de potencia en el canal ACPR vecino,
- medición de la magnitud del vector de error EVM,
- medición de productos de intermodulación.
Muestra uno - repetidor amarillo (aliexpress clásico)
Cuesta hasta 10 000 rublos.
Alcance de entrega:
- Repetidor
- Unidad de fuente de alimentación;
- Caja de embalaje;
- Instrucción
Parámetros de pasaporte:
- Rango de frecuencia: 1800 \ 2100;
- Ganancia: 75dB;
- Potencia de salida: 23dBm + -3dBm;
- Nivel de ruido: menos de 5dB;
- Impedancia: 50 ohmios;
- Tensión de alimentación: CA 110-220V, CC 5-12V.
Apariencia del repetidor.
La apariencia del indicador.
- No hay controles en el caso;
- Desde los medios de control visual sobre el funcionamiento del repetidor hay: tres LED y un indicador LCD de seis segmentos del nivel de señal de salida;
- El LED rojo indica la presencia de voltaje de alimentación;
- Dos indicadores verdes indican la presencia de una señal en la salida de los amplificadores Downlink 1800 y Downlink 2100;
- A un nivel de señal de entrada de aproximadamente -75 dBm, los LED parpadean; a niveles superiores a -60 dBm, se iluminan constantemente;
- Los indicadores LCD de segmento muestran con mayor precisión el nivel de señal de salida de cada uno de los amplificadores de canal de enlace descendente;
- No se proporciona control ni indicación de canales de enlace ascendente;
- No hay indicación de la sobrecarga de los amplificadores repetidores en las salidas.
Veamos que hay dentro.
La opción de presupuesto más simple.
Cuatro etapas de amplificación en ambas direcciones.
SAW filtra después de cada etapa de ganancia.
Filtros dúplex en resonadores dieléctricos volumétricos.
Los amplificadores de diferentes rangos se combinan mediante sumadores.
El repetidor tiene un convertidor CC-CC reductor incorporado, que reduce el riesgo de falla del repetidor en caso de falla de la fuente de alimentación externa.
La proyección es mediocre.
El repetidor es simétrico, la potencia de salida es la misma en los canales descendentes y ascendentes.
Recogido cuidadosamente. Soldadura automatizada. La tarifa es limpia, sin residuos de fundente.
En general, nada interesante. Un representante típico de la categoría de precio más bajo.
Contras
No hay control automático de nivel de salida (ALC).
Control de ganancia manual sin pasos.
Indicadores de intensidad de señal solo en canales de enlace descendente.
Los diodos detectores del nivel de señal de salida se conectan directamente a la línea de banda después del microcircuito del amplificador de salida (fuente de intermodulación).
Medidas
Respuesta de frecuencia del canal Downlink 1800
Con un nivel de señal de entrada de -60dBm, el nivel de salida máximo es 0.28dBm.
Ganancia mínima 49dB.
Respuesta de frecuencia en la banda 1805-1880 MHz un poco más de 11 dB.
La ganancia máxima del canal de 60 dB (según el pasaporte 75), dada la respuesta de frecuencia desigual en las secciones 1805-1831 MHz y 1857-1880 MHz, resulta aún menos.
Respuesta de frecuencia del canal Downlink 2100
Con un nivel de señal de entrada de -60dBm, la ganancia máxima es de 69.5dBm (y 75 según el pasaporte).
La ganancia mínima es 62.1 dB. Respuesta de frecuencia en la banda 2110-2170 MHz un poco más de 7 dB.
Respuesta de frecuencia del canal Uplink 1800
Con un nivel de señal de entrada de -60dBm, la ganancia máxima es de 58dB. Ganancia mínima 40dB. ¡Respuesta de frecuencia en la banda 1710-1785 MHz un poco más de 18 dB! En la región de 1750-1785 MHz, 13dB no uniformidad.
Respuesta de frecuencia del canal Uplink 2100
Con un nivel de señal de entrada de -60dBm, la ganancia máxima es de 56dB. Ganancia mínima 49dB. La respuesta de frecuencia en la banda de 1920-1980 MHz es de aproximadamente 7 dB.
La ganancia máxima del Downlink 1800 es 10dB menor que el Downlink 2100.
Además, la medición de potencia y la estimación de linealidad y distorsión del amplificador se realizarán utilizando una señal de entrada de banda ancha. Banda de señal de 5 MHz. Modulación QPSK.
Potencia máxima de salida Downlink 1800
El nivel de entrada es -53dBm.
La potencia de salida sin distorsión (RMS) es de solo 8.6 dBm. Potencia pico 11.5dBm.
Con el fabricante declaró potencia de 23dBm + -3dB.
Distorsión de canal.
Ahora aumente el nivel de entrada en 3dB.
La potencia (RMS) aumentó a 12dB, la potencia máxima (PEAK) a 15dBm, pero hubo una fuga inaceptable de potencia a los canales adyacentes.
En consecuencia, la distorsión de la señal aumentó inaceptablemente.
Al mismo tiempo, el indicador del nivel de señal de salida no alcanzó el valor máximo (quedaba una división).
La constelación de señales se desmoronó. El valor máximo del error del vector de modulación supera el 32% (la norma es de hasta el 15%). El amplificador cambió al modo de saturación, a la salida del amplificador aparecieron productos de intermodulación de segundo y tercer orden.
Por ejemplo: imitación del trabajo de dos estaciones base. Las frecuencias son 1820 MHz y 1865 MHz, la banda de señal es de 5 MHz. Modulación QPSK.
El nivel de señal en la entrada del repetidor es 3dB y 5dB más alto que el nominal.
Los productos de intermodulación en Uplink 1800 a una frecuencia de 1730 y 1775 MHz, con un nivel de 0dBm y + 6dBm.
Los componentes de intermodulación, que caen en el canal de enlace ascendente, crean interferencia en la dirección de la estación base, lo que conduce a interrupciones de la comunicación, velocidad reducida o incapacidad para establecer la comunicación. Las reclamaciones del operador por causar interferencia también son posibles.
Esto podría haberse evitado si el amplificador tuviera un circuito para ajustar automáticamente el nivel de señal de entrada, lo que ampliaría el rango dinámico del repetidor en la entrada. El amplificador, si el nivel de la señal de entrada cambia dentro de ciertos límites (en los mejores modelos de repetidor, es de al menos 30 dB), permanecería cerca del punto de saturación, es decir en modo lineal y los productos de intermodulación serían mínimos.
El precio del problema, dos atenuadores controlados por el voltaje de entrada y un amplificador operacional (en la versión más simple, para cada canal), no cuestan más de $ 2. Por qué no hay AGC, uno solo puede adivinar.
Ahora veamos cómo se comporta el amplificador en las irregularidades de respuesta de frecuencia.
Fase 1805-1810 MHz. Nivel de entrada nominal.
Fase 1780-1785 MHz. Nivel de señal de entrada nominal.
La distorsión lineal en forma de desigualdad de respuesta de frecuencia también causa una fuerte distorsión.
Potencia máxima de salida Downlink 2100
El poder del Downlink 2100 aquí nuevamente no coincide con lo establecido por el fabricante.
Potencia máxima con una distorsión aceptable de aproximadamente 9dBm.
Aumente el nivel de señal de entrada en 3db.
El amplificador está en modo de saturación.
Apareció una fuerte distorsión, e incluso en este caso, la potencia máxima está lejos de los codiciados 23dBm indicados en las instrucciones.
Con los productos de intermodulación, todo está mal aquí.
Señales de entrada 2130 MHz y 2165 MHz. Banda de cada 5 MHz.
No hay señal de entrada.
En Uplink, la situación con poder y distorsión se repite, más pruebas no tienen sentido.
Muestra dos: repetidor negro RF-Link 1800 / 2100-75-23
Precio: 59 500 rub.
Alcance de entrega:
- Repetidor
- Unidad de fuente de alimentación;
- Cable de alimentación;
- Instrucción;
- Sujetadores para montaje en pared;
- La caja es de embalaje.
Caracteristicas
- Rangos: 1800 \ 2100 MHz;
- Ganar
Enlace descendente: 75 dB;
Enlace ascendente: 70dB; - Potencia de salida:
Enlace descendente: 23 dBm;
Enlace ascendente: 20 dBm; - Impedancia: 50 ohmios;
- Rango de ajuste manual del atenuador: 32 dB, en pasos de 1 dB;
- Rango de ajuste automático del nivel de señal de entrada: no menos de 30dB;
- Tensión de alimentación:
Tensión alterna 110-220 voltios;
Tensión DC 10 voltios.
Apariencia
Indicador y controles
Con la cubierta posterior retirada
Una de las dos unidades con la cubierta quitada
Analizaremos el amplificador con más detalle.
Enlace descendente del canal.
El amplificador es de seis etapas.
Después del filtro dúplex, un amplificador de bajo ruido, luego el primer atenuador del circuito AGC, una etapa de amplificador, un atenuador manual, el segundo atenuador del circuito AGC, dos etapas de amplificador, una etapa de amplificación previa a la salida, un transistor de salida y un filtro dúplex.
El canal de enlace ascendente está construido de manera similar. El transistor de salida se aplica menos potencia.
Después de cada etapa de amplificación, se incluyen los filtros SAW de paso de banda.
El detector de envolvente de la señal de salida del circuito AGC se enciende después del transistor de salida a través de un acoplador direccional, lo que excluye su influencia en la etapa de salida.
El esquema AGC de cada uno de los canales de amplificación se ensambla en dos amplificadores operacionales y cinco transistores.
Cada canal alimenta su propio regulador de voltaje lineal , esto se hace para filtrar adicionalmente el voltaje de suministro del transistor de salida y las etapas de amplificación intermedias.
Los sumadores que combinan amplificadores de rango se colocan en una unidad blindada separada.
El funcionamiento del repetidor está controlado por tres microcontroladores. Uno en cada bloque de amplificador, el tercero se encuentra en el panel indicador. El intercambio de datos entre los bloques y la placa indicadora se realiza utilizando el protocolo RS-485.
El microcontrolador de la unidad amplificadora controla los atenuadores para el control de ganancia manual, los indicadores de los niveles de señal de salida, un indicador de sobrecarga y también establece el nivel de referencia para los circuitos AGC.
Microcontrolador de enlace ascendente y circuito AGC
Tablero indicador
En el panel indicador hay botones para el control de ganancia manual, un indicador LCD del nivel de señal de salida Downlink \ Uplink, un indicador de sobrecarga.
El bloque de la banda de 2100 MHz es similar.
La soldadura se realiza mediante un robot de soldadura, en raras ocasiones, rastros de soldadura manual.
Nota: dado que la placa de circuito impreso está unificada y hecha para tres rangos 1800 \ 2100 \ 2600, es necesario configurar \ cascadas coincidentes para cada rango, los elementos principales son soldados por el robot, los elementos coincidentes (condensadores, inductancias, resistencias, etc.) se instalan manualmente en proceso de configuración del repetidor.
Prueba
Respuesta de frecuencia Downlink 1800
El nivel de entrada es -60dBm.
La ganancia máxima es 77.2dB.
Mínimo 73dB.
Respuesta de frecuencia en el rango operativo de 4dB.
Respuesta de frecuencia Downlink 2100
Nivel de entrada -60 dBm
Ganancia máxima 74.9dB. Mínimo 71.6dB. Respuesta de frecuencia 4.3dB.
Aquí todo está bien, no hay nada que agregar.
Respuesta de frecuencia Uplink 1800
El nivel de entrada es -60dBm.
Ganancia máxima 69dB. Mínimo 51dB. Desigualdad 18dB. Muy lleno de basura con la sección de 1780-1785 MHz.
Respuesta de frecuencia Uplink 2100
Potencia máxima de salida Downlink 1800
El nivel de señal de entrada es -50dB.
Potencia de salida (RMS) 22.4dBm. Potencia pico 25.7 dBm.
La distorsión de la señal es mínima.
Estime la capacidad de sobrecarga del amplificador. Realizaremos una prueba de esfuerzo.
El nivel de señal en la entrada es -10dB .
La potencia de salida se mantuvo en el mismo nivel, las distorsiones aumentaron, pero están dentro de los límites normales. ¡Y esto a un nivel de entrada de -10dBm ! El rango operativo de AGC es de 38dB . El circuito de ajuste automático hace un excelente trabajo.
El indicador de sobrecarga se ilumina cuando el nivel de la señal de entrada es -42dB.
Potencia máxima de salida Downlink 2100
El nivel de entrada es -50dB.
Distorsión
El nivel de entrada es -10dB.
Distorsión
Uplink 1800 salida de potencia máxima
Distorsión
El nivel de entrada es -10dB.
Distorsión
Uplink 2100 salida máxima
El nivel de entrada es -50dB.
Distorsión
El nivel de entrada es -10dB.
Distorsión
Medición de productos de intermodulación
Simulación del trabajo de dos estaciones base. Las frecuencias son 1820 MHz y 1865 MHz, la banda de señal es de 5 MHz.
Modulación QPSK.
El nivel de señal en la entrada del repetidor es -40dBm y -38dBm.
Productos de intermodulación en Uplink 1800 a una frecuencia de 1730 y 1775 MHz, con un nivel de -27dBm y -18dBm.
Hay interferencia, pero son mínimas e insignificantes.
Pros:
- La potencia de salida y la ganancia son totalmente consistentes con las características declaradas.
- Hay un control de ganancia manual y automático;
- Se utiliza un transistor de salida con una alta potencia de salida (con un gran margen) en la etapa de salida de enlace descendente;
- El detector de envolvente de la señal de salida se enciende a través de un acoplador direccional;
- El indicador de nivel de salida muestra información de dos maneras: un indicador de segmento y un indicador digital. El nivel de salida se muestra en dBm;
- Los indicadores de nivel de salida muestran el nivel con mucha precisión, con una extensión de + -1dBm;
- La información sobre el indicador se muestra simultáneamente para Downlink y Uplink;
- Hay un indicador de sobrecarga;
- Filtros dúplex y tensioactivos de buena calidad;
- Buen blindaje. Los canales de ganancia de enlace descendente y enlace ascendente están muy separados;
- Instalación de amplificadores de rango en dos unidades blindadas independientes;
- Los sumadores de los amplificadores de rango están hechos en forma de una unidad blindada separada;
- Esto hizo posible minimizar la influencia mutua de los amplificadores entre sí.
De las desventajas, el precio.
Componente financiero:
RF-Link 1800 / 2100-75-23 cuesta alrededor de 60 mil rublos contra 10 mil para un repetidor amarillo.
Hallazgos técnicos intermedios
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Los repetidores baratos no se pueden usar dentro de los límites de la ciudad, esto está plagado de la rápida llegada de Roskomnadzor seguido de una multa y una orden para desmantelar el sistema (los ejemplos están aquí ). Hasta donde sé, el poseedor del récord de multas es una persona que posee un apartamento en la calle Mosfilmovskaya en Moscú: el monto de la multa fue de 700 mil rublos, pero de hecho, en la mayoría de los casos, la multa es de 2-3 mil rublos. Y para las personas jurídicas en caso de una visita repetida de Roskomnadzor, puede haber una suspensión de la empresa por hasta 90 días. Por lo tanto, en la ciudad se recomienda encarecidamente llamar a especialistas para instalar el repetidor y no ahorrar en equipos de alta calidad.
Para regalar a la civilización, donde no hay estaciones base cercanas de otros operadores, puede usar repetidores de Aliexpress. Por cierto, debido a la baja EVM, los repetidores baratos reducen la velocidad de Internet, pero, de nuevo, si en lugar de 20 Mbit habrá 5-10 Mbit, creo que la mayoría de los residentes de verano lo harán.
Los repetidores son proporcionados por MobileBooster.ru.