Sebagai perbandingan, model dipilih dengan karakteristik yang identik. Aliexpress yellow Noname dan RF-Link 1800 / 2100-75-23 - menurut paspor, keduanya memperkuat pita 1800 dan 2100 MHz sebesar 75 dB dan memiliki daya output 200 mW (23 dBm). Sebuah komentar penting dalam artikel tidak dianggap sebagai perbedaan harga, ya itu, artikel tersebut membandingkan karakteristik nyata yang dikeluarkan oleh pengulang.
Teori
Jenis modulasi yang digunakan dalam alat komunikasi modern membuat tuntutan tinggi pada linieritas jalur transmisi dan penerimaan. Persyaratan ini juga berlaku untuk repeater, karena repeater menjadi bagian dari sistem, perantara antara stasiun pangkalan dan terminal bergerak pelanggan, dan keandalan komunikasi atau jumlah gangguan dan masalah bagi pengguna yang akan dibuat repeater tergantung pada kualitas pengerjaan, kualitas komponen, dan pengetahuan dan pengalaman insinyur pengembangan. dalam hal ketidakpatuhan dengan beberapa persyaratan selama pengembangan dan produksi yang akan dibahas di bawah ini.
Apa itu pengulang? Untuk mempermudah, ini adalah penguat strip linear dua arah. Bahkan, itu adalah perangkat elektronik yang kompleks yang harus memenuhi persyaratan yang ketat.
Tujuan fungsional utama dari penguat frekuensi radio adalah untuk meningkatkan level (kisaran osilasi, amplitudo atau daya) dari sinyal input tanpa distorsi bentuk, komposisi spektral, dan penurunan rasio sinyal-ke-noise yang tidak dapat diterima. Dalam praktiknya, tidak mungkin untuk mendapatkan sinyal tidak terdistorsi pada keluaran amplifier. Ini karena amplifier termasuk elemen aktif dan pasif yang membuat kontribusi negatifnya, menghasilkan distorsi.
Elemen aktif termasuk penguat rendah noise dan menengah (cascaded), attenuator elektronik, transistor keluaran, detektor level sinyal. Elemen pasif termasuk filter duplex dan bandpass, kapasitor, induktor.
Distorsi linear dan nonlinear dan pengaruhnya terhadap kualitas sinyal
Distorsi linier mengacu pada ketidakseragaman karakteristik frekuensi-amplitudo (AFC). Sumber distorsi linier adalah filter duplex dan bandpass. Ketidaksamaan respon frekuensi tergantung pada kualitas pembuatannya. Respons frekuensi juga dipengaruhi secara signifikan oleh tingkat pencocokan semua elemen dalam jalur amplifikasi dari input ke konektor output, tata letak elemen, dan penyaringan tahapan amplifikasi. Agar amplifier dalam pita frekuensi operasi tidak menimbulkan distorsi linier, respons frekuensinya harus persegi panjang, dan karakteristik frekuensi-fasa (respons fase) linier.
Distorsi nonlinier termasuk distorsi kompresi, distorsi intermodulasi orde kedua dan ketiga, distorsi fase sinyal.
Sumber distorsi nonlinear adalah komponen aktif, attenuator elektronik, penguat derau rendah (LNA), sirkuit penguat tahap menengah, transistor keluaran yang beroperasi dalam mode saturasi, detektor level sinyal.
Untuk meminimalkan distorsi non-linear dan mempertahankan amplifier dalam mode linear, sirkuit kontrol level sinyal otomatis (AGC) dimasukkan ke jalur amplifikasi. Tugasnya adalah untuk mengompresi rentang dinamis dari daya sinyal input, dan mempertahankan amplifier di dekat titik saturasi.
Ada berbagai metode untuk mengukur linearitas penguat daya. Titik persimpangan urutan ketiga (IP3) adalah karakteristik penguat yang terkenal. Metode ini didasarkan pada tes dua nada. Karena sistem komunikasi modern membuat sinyal yang sangat kompleks, pengukuran IP3 yang relatif sederhana sering tidak cocok sebagai indikator untuk linieritas yang diperlukan. Selain itu, standar tidak menentukan persyaratan pengukuran IP3. Untuk menilai kualitas sinyal dengan modulasi digital pada keluaran repeater, digunakan indikator seperti modul vektor kesalahan (EVM) dan koefisien kebocoran daya saluran (ACLR) yang berdekatan. Peningkatan distorsi linear dan non-linear menyebabkan penurunan ACLR dan peningkatan EVM.
Modul Vector Kesalahan (EVM)
EVM adalah indikator penting dari kualitas sinyal yang dimodulasi secara digital, mengekspresikan perbedaan antara amplitudo dan fase dari sinyal yang diukur dan ideal. Ini dinyatakan sebagai persentase. Nilai EVM yang sangat rendah berarti sinyal yang diuji hampir sepenuhnya identik
sumber.
Untuk WCDMA, 3CPP menetapkan batas EVM maksimum 12,5% untuk sinyal termodulasi 16QAM dan 17,5% untuk QPSK.
Untuk OFDM, 3CPP menetapkan batas EVM maksimum 12,5% untuk sinyal termodulasi 16QAM, 8% untuk 64QAM, dan 17,5% untuk QPSK.
Faktor Kebocoran Daya Saluran Berdampingan (ACLR)
Faktor Daya Saluran Yang Berdekatan (ACPR)
Parameter ini digunakan untuk menilai tingkat distorsi yang disebabkan oleh nonlinier dari amplifier.
Untuk WCDMA, spesifikasi 3GPP menjelaskan batas minimum untuk saluran yang berdekatan pertama dan kedua. Untuk yang pertama adalah -45dB, untuk yang kedua adalah -50dB.
Untuk OFDM, batas -44,2 dB dijelaskan dalam spesifikasi 3GPP.
Peningkatan distorsi linear dan non-linear menyebabkan penurunan ACLR dan peningkatan EVM.
Pengujian repeater melibatkan:
- pengukuran pita frekuensi OBW yang diperkuat olehnya,
- pengukuran respons frekuensi
- pengukuran koefisien kebocoran daya di saluran ACLR yang berdekatan atau faktor daya di saluran ACPR yang berdekatan,
- pengukuran besarnya vektor kesalahan EVM,
- pengukuran produk intermodulasi.
Sampel satu - repeater kuning (klasik aliexpress)
Biaya hingga 10.000 rubel.
Lingkup pengiriman:
- Pengulang
- Unit catu daya;
- Kotak kemasan;
- Instruksi
Parameter paspor:
- Rentang frekuensi: 1800 \ 2100;
- Keuntungan: 75dB;
- Output daya: 23dBm + -3dBm;
- Tingkat kebisingan: kurang dari 5dB;
- Impedansi: 50 Ohm;
- Tegangan suplai: AC 110-220V, DC 5-12V.
Penampilan repeater.
Penampilan indikator.
- Tidak ada kontrol pada kasus ini;
- Dari sarana kontrol visual atas operasi repeater ada: tiga LED dan enam segmen indikator LCD dari level sinyal output;
- LED merah menunjukkan adanya tegangan suplai;
- Dua indikator hijau menunjukkan adanya sinyal pada output amplifier Downlink 1800 dan Downlink 2100;
- Pada level sinyal input sekitar -75 dBm, LED berkedip; pada level lebih besar dari -60 dBm, mereka menyala terus-menerus;
- Segmen Indikator LCD lebih akurat menampilkan tingkat sinyal output dari masing-masing amplifier saluran Downlink;
- Kontrol dan indikasi saluran Uplink tidak disediakan;
- Tidak ada indikasi kelebihan penguat repeater pada output.
Mari kita lihat apa yang ada di dalamnya.
Opsi anggaran paling sederhana.
Empat tahap amplifikasi di kedua arah.
MELIHAT filter setelah setiap tahap penguatan.
Filter dupleks pada resonator dielektrik volumetrik.
Amplifier dari rentang yang berbeda digabungkan oleh adders.
Repeater memiliki konverter DC-DC step-down built-in, yang mengurangi risiko kegagalan repeater jika terjadi kegagalan catu daya eksternal.
Penapisannya biasa-biasa saja.
Repeater simetris, daya output sama di saluran bawah dan atas.
Dikumpulkan dengan rapi. Penyolderan otomatis. Biayanya bersih, tidak ada residu fluks.
Secara umum, tidak ada yang menarik. Perwakilan khas dari kategori harga terendah.
Cons
Tidak ada kontrol level output otomatis (ALC).
Tidak ada langkah kontrol gain manual.
Indikator kekuatan sinyal hanya di saluran Downlink.
Detektor dioda tingkat sinyal keluaran terhubung langsung ke jalur strip setelah mikrosirkuit penguat keluaran (sumber intermodulasi).
Pengukuran
Respons frekuensi saluran Downlink 1800
Dengan level sinyal input -60dBm, level output maksimum adalah 0,28dBm.
Keuntungan minimum 49dB.
Respons frekuensi pada pita 1805-1880 MHz sedikit lebih dari 11 dB.
Gain saluran maksimum 60 dB (sesuai dengan paspor 75), mengingat respons frekuensi yang tidak merata di bagian 1805-1831 MHz dan 1857-1880 MHz, ternyata lebih sedikit.
Respons frekuensi saluran Downlink 2100
Dengan level sinyal input -60dBm, gain maksimum adalah 69.5dBm (dan 75 sesuai dengan paspor).
Keuntungan minimum adalah 62,1 dB. Respons frekuensi pada pita 2110-2170 MHz sedikit lebih dari 7 dB.
Respons frekuensi saluran Uplink 1800
Dengan level sinyal input -60dBm, gain maksimum adalah 58dB. Keuntungan minimum 40dB. Respons frekuensi pada pita 1710-1785 MHz sedikit lebih dari 18 dB! Di wilayah 1750-1785 MHz, 13dB tidak seragam.
Respons frekuensi saluran Uplink 2100
Dengan level sinyal input -60dBm, gain maksimum adalah 56dB. Keuntungan minimum 49dB. Respons frekuensi pada pita 1920-1980 MHz adalah sekitar 7 dB.
Keuntungan maksimum dari Downlink 1800 adalah 10dB lebih kecil dari Downlink 2100.
Selanjutnya, pengukuran daya dan estimasi linearitas dan distorsi dari penguat akan dilakukan menggunakan sinyal input broadband. Pita sinyal 5 MHz. Modulasi QPSK.
Downlink Daya Output Maksimum 1800
Level input adalah -53dBm.
Output undistorted power (RMS) hanya 8,6 dBm. Daya puncak 11.5dBm.
Dengan kekuatan yang dinyatakan pabrikan 23dBm + -3dB.
Distorsi saluran.
Sekarang tingkatkan input dengan 3dB.
Daya (RMS) meningkat menjadi 12dB, daya puncak (PEAK) menjadi 15dBm, tetapi ada kebocoran daya yang tidak dapat diterima ke saluran yang berdekatan.
Dengan demikian, distorsi sinyal meningkat secara tidak dapat diterima.
Pada saat yang sama, indikator level sinyal output tidak mencapai nilai maksimum (satu divisi tetap).
Konstelasi sinyal hancur. Nilai puncak kesalahan vektor modulasi melebihi 32% (normalnya hingga 15%). Penguat beralih ke mode saturasi, pada output penguat muncul produk intermodulation dari urutan ke-2 dan ke-3.
Sebagai contoh: imitasi kerja dua BTS. Frekuensi adalah 1820 MHz dan 1865 MHz, pita sinyal 5 MHz. Modulasi QPSK.
Level sinyal pada input repeater adalah 3dB dan 5dB lebih tinggi dari nominal.
Produk intermodulation di Uplink 1800 pada frekuensi 1730 dan 1775 MHz, dengan tingkat 0dBm dan + 6dBm.
Komponen intermodulasi, yang jatuh ke saluran Uplink, menimbulkan gangguan ke arah stasiun pangkalan, yang mengarah pada gangguan komunikasi, mengurangi kecepatan atau ketidakmampuan untuk menjalin komunikasi sama sekali. Klaim oleh operator karena menyebabkan interferensi juga dimungkinkan.
Ini bisa dihindari jika amplifier memiliki sirkuit untuk secara otomatis menyesuaikan level sinyal input, yang akan memperluas jangkauan dinamis repeater pada input. Penguat, jika level sinyal input berubah dalam batas-batas tertentu (dalam model repeater terbaik, setidaknya 30 dB), akan tetap dekat dengan titik jenuh, yaitu dalam mode linier dan produk intermodulasi akan menjadi minimal.
Harga masalah, dua attenuator dikendalikan oleh tegangan input dan penguat operasional (dalam versi paling sederhana, untuk setiap saluran), dengan biaya tidak lebih dari $ 2. Mengapa tidak ada AGC, orang hanya bisa menebak.
Sekarang mari kita lihat bagaimana penguat berperilaku pada penyimpangan respon frekuensi.
Fase 1805-1810 MHz. Level input nominal.
Fase 1780-1785 MHz. Level sinyal input nominal.
Distorsi linier berupa respon frekuensi yang tidak merata juga menyebabkan distorsi yang kuat.
Downlink Output Daya Maksimum 2100
Kekuatan Downlink 2100 di sini lagi tidak sesuai dengan yang dinyatakan oleh pabrikan.
Daya maksimum dengan distorsi yang dapat diterima sekitar 9dBm.
Tingkatkan level sinyal input sebesar 3db.
Penguat dalam mode saturasi.
Distorsi yang kuat muncul, dan bahkan dalam kasus ini, kekuatan puncak jauh dari 23dBm yang didambakan yang dinyatakan dalam instruksi.
Dengan produk intermodulasi, semuanya buruk di sini.
Sinyal input 2130 MHz dan 2165 MHz. Band masing-masing 5 MHz.
Tidak ada sinyal input.
Di Uplink, situasi dengan kekuatan dan distorsi diulang, pengujian lebih lanjut tidak masuk akal.
Sampel Dua - Pengulang Hitam RF-Link 1800 / 2100-75-23
Harga: 59.500 gosok.
Lingkup pengiriman:
- Pengulang
- Unit catu daya;
- Kabel listrik;
- Instruksi;
- Pengencang untuk pemasangan di dinding;
- Kotaknya adalah kemasan.
Karakteristik
- Rentang: 1800 \ 2100 MHz;
- Keuntungan
Downlink: 75 dB;
Uplink: 70dB; - Daya output:
Downlink: 23 dBm;
Uplink: 20 dBm; - Impedansi: 50 Ohm;
- Kisaran penyesuaian manual Attenuator: 32 dB, dalam 1 langkah dB;
- Rentang penyesuaian otomatis level sinyal input: tidak kurang dari 30dB;
- Tegangan pasokan:
Tegangan bergantian 110-220 volt;
Tegangan DC 10 volt.
Penampilan
Indikator dan kontrol
Dengan penutup belakang dilepas
Satu dari dua unit dengan penutup dilepas
Kami akan menganalisis amplifier secara lebih detail.
Downlink Saluran.
Penguat adalah enam tahap.
Setelah filter dupleks, penguat kebisingan rendah, kemudian attenuator pertama dari sirkuit AGC, tahap amplifier, attenuator manual, attenuator kedua dari sirkuit AGC, dua tahap penguat, tahap amplifikasi pra-output, transistor output dan filter dupleks.
Saluran Uplink dibuat serupa. Transistor output diterapkan daya yang lebih kecil.
Setelah setiap tahap amplifikasi, filter SAW bandpass disertakan.
Detektor amplop sinyal output dari sirkuit AGC dihidupkan setelah transistor output melalui directional coupler, yang mengecualikan pengaruhnya pada tahap output.
Skema AGC dari masing-masing saluran amplifikasi dipasang pada dua amplifier operasional dan lima transistor.
Setiap saluran mengumpankan regulator tegangan liniernya sendiri, hal ini dilakukan untuk menyaring tegangan suplai dari output transistor dan tahap amplifikasi menengah.
Adder yang menggabungkan amplifier rentang ditempatkan dalam unit berpelindung yang terpisah.
Pengoperasian repeater dikendalikan oleh tiga mikrokontroler. Satu di setiap blok penguat, yang ketiga terletak di papan indikator. Pertukaran data antara blok dan papan indikator dilakukan menggunakan protokol RS-485.
Mikrokontroler unit amplifier mengontrol attenuator untuk kontrol gain manual, indikator level sinyal output, indikator kelebihan beban, dan juga menetapkan level referensi untuk sirkuit AGC.
Uplink mikrokontroler dan sirkuit AGC
Papan indikator
Pada papan indikator terdapat tombol untuk kontrol penguatan manual, indikator LCD level sinyal output Downlink \ Uplink, indikator kelebihan beban.
Blok pita 2100 MHz serupa.
Penyolderan dilakukan oleh robot penyolderan, di tempat-tempat langka penyolderan manual.
Catatan: karena papan sirkuit tercetak disatukan dan dibuat untuk tiga rentang 1800 \ 2100 \ 2600, maka perlu untuk mengkonfigurasi \ cocok kaskade untuk setiap rentang, elemen utama disolder oleh robot, elemen pencocokan (kapasitor, induktansi, resistor, dll.) Dipasang secara manual di proses pengaturan repeater.
Pengujian
Respons frekuensi Downlink 1800
Level input -60dBm.
Keuntungan maksimum adalah 77,2dB.
Minimum 73dB.
Respons frekuensi dalam rentang operasi 4dB.
Respons frekuensi Downlink 2100
Level Input -60 dBm
Keuntungan maksimum 74.9dB. Minimum 71,6dB. Respon frekuensi 4.3dB.
Semuanya baik-baik saja di sini, tidak ada yang ditambahkan.
Respons frekuensi Uplink 1800
Level input -60dBm.
Keuntungan maksimum 69dB. Minimal 51dB. Ketidakrataan 18dB. Sangat berserakan dengan bagian 1780-1785 MHz.
Respons frekuensi Uplink 2100
Downlink Daya Output Maksimum 1800
Level sinyal input adalah -50dB.
Output Power (RMS) 22,4dBm. Daya puncak 25,7 dBm.
Distorsi sinyal minimal.
Perkirakan kapasitas kelebihan amplifier. Kami akan melakukan tes stres.
Level sinyal pada input adalah -10dB .
Daya keluaran tetap pada tingkat yang sama, distorsi meningkat, tetapi berada dalam batas normal. Dan ini pada level input -10dBm ! Kisaran AGC adalah 38dB . Sirkuit penyesuaian otomatis melakukan pekerjaan yang sangat baik.
Indikator kelebihan menyala ketika level sinyal input -42dB.
Downlink Output Daya Maksimum 2100
Level input -50dB.
Distorsi.
Level input -10dB.
Distorsi.
Uplink 1800 output daya maksimum
Distorsi.
Level input -10dB.
Distorsi.
Uplink 2100 output maksimum
Level input -50dB.
Distorsi.
Level input -10dB.
Distorsi.
Pengukuran Produk Intermodulasi
Simulasi karya dua BTS. Frekuensi adalah 1820 MHz dan 1865 MHz, pita sinyal 5 MHz.
Modulasi QPSK.
Level sinyal pada input pengulang adalah -40dBm dan -38dBm.
Produk intermodulation di Uplink 1800 pada frekuensi 1730 dan 1775 MHz, dengan tingkat -27dBm dan -18dBm.
Ada gangguan, tetapi minimal dan tidak signifikan.
Pro:
- Output daya dan keuntungan sepenuhnya konsisten dengan karakteristik yang dinyatakan.
- Ada kontrol gain manual dan otomatis;
- Transistor output dengan daya output tinggi (dengan margin besar) digunakan pada tahap output Downlink;
- Detektor amplop dari sinyal keluaran dihidupkan melalui directional coupler;
- Indikator tingkat output menampilkan informasi dalam dua cara: indikator segmen dan indikator digital. Level output ditampilkan dalam dBm;
- Indikator level output menampilkan level dengan sangat akurat, dengan sebaran + -1dBm;
- Informasi tentang indikator ditampilkan secara bersamaan untuk Downlink dan Uplink;
- Ada indikator kelebihan;
- Filter duplex dan surfaktan berkualitas baik;
- Perisai yang bagus. Saluran gain Downlink dan Uplink terpisah jauh;
- Pemasangan amplifier rentang dalam dua unit berpelindung independen;
- Penambah amplifier rentang dibuat dalam bentuk unit terlindung terpisah;
- Ini memungkinkan untuk meminimalkan pengaruh timbal balik satu sama lain.
Dari minusnya, harganya.
Komponen keuangan:
RF-Link 1800 / 2100-75-23 berharga sekitar 60 ribu rubel melawan 10 ribu untuk pengulang kuning.
Temuan Teknis Menengah
, , .
«» , , . . , .
. , \ (\) , . , , . . , , .
Uplink. , . .
, «» . .
, Downlink Uplink. . , , . - .
.
Repeater murah tidak dapat digunakan dalam batas kota, ini dipenuhi dengan kedatangan cepat Roskomnadzor diikuti dengan denda dan perintah untuk membongkar sistem ( contoh ada di sini ). Sejauh yang saya tahu, pemegang rekor denda adalah seorang individu yang memiliki apartemen di Jalan Mosfilmovskaya di Moskow - jumlah denda adalah 700 ribu rubel, tetapi dalam kebanyakan kasus denda adalah 2-3 ribu rubel. Dan untuk badan hukum dalam kasus kunjungan berulang Roskomnadzor, mungkin ada penangguhan perusahaan hingga 90 hari. Oleh karena itu, di kota sangat disarankan untuk memanggil spesialis untuk menginstal repeater dan tidak menghemat peralatan berkualitas tinggi.
Untuk memberikan dari peradaban, di mana tidak ada stasiun pangkalan terdekat dari operator lain, Anda dapat menggunakan repeater dari Aliexpress. Omong-omong, karena EVM yang buruk, repeater yang murah memotong kecepatan Internet, tetapi sekali lagi, jika alih-alih 20 Mbit akan ada 5-10 Mbit, maka sebagian besar penghuni musim panas, saya pikir, akan melakukannya.
Repeater disediakan oleh MobileBooster.ru.