RSS лента

technolog

Как я провёл лето. Часть 2 (видеоканал).

Оценить эту запись
27.10.2009 в 22:28 (3669 Показов)
Выбор вариантов организации видеоканала не отличается разнообразием. Из цифровых систем ничего подходящего по показателям стоимости, дальности и доступности нет. Остаётся аналоговая передача на одном из диапазонов 900, 1200 или 2400 мгц. На форуме часто попадались темы с описанием проблем на 900 и 1200 мгц. Помехи на видео, наводки на аппаратуру управления и т.д. В результате я остановился на 2,4 ггц.

Была и ещё одна причина – возможность использования готовыми антеннами от Wi-Fi оборудования.
Есть правда ещё один диапазон – что-то около 400 МГц – «любительское телевидение». Но честно сказать, успехи «любителей телевидения» сильного впечатления не произвели.

По случаю были куплены в терре модули видеоприёмника и видеопередатчика фирмы airwave. На них летает около 30% зарубежных FPV лётчиков. К сожалению в продаже был только передатчик с минимальной выходной мощностью - 10 mW и заявленной дальностью 100 метров. Это нас не остановит – будем усиливать. Кстати сказать, реальная дальность на этой мощности превышала 100 метров.

Передатчик:



Приёмник:



Поиск интегрального усилителя на диапазон 2,4 ггц привёл к микросхеме RF2126 фирмы RFMD. По даташиту получалось всё красиво, неплохо документировано, типовые схемы включения с номиналами деталей и т.д. Достать эту микросхему оказалось не просто, да и цена мягко сказать отпугивающая.
Победив жабу, купил этот усилитель, а заодно ещё несколько других микросхем: AH212, PM2107, ECP203.

К сожалению, усилитель на RF2126 не заработал. В разводке платы и монтаже ошибок обнаружено не было. Менял в рекомендуемых диапазонах номиналы элементов, но результат был одинаков – ток потреблялся, тепло выделялось, а выходной сигнал был на уровне входного – усиления не было. Углубляться в причины неудачи желания не было, поэтому за 2 дня был собран второй видеопередатчик с усилителем на микросхеме maapss0093 (вот такое странное название) фирмы M/A-COM.

По документации микросхема должна выдавать около полуватта в диапазоне 2,2-2,6 ггц. Миниатюрный корпус с площадкой теплоотвода. Типовая схема включения из даташита содержала кроме резисторов, дросселей и конденсаторов микрополосковые линии. Характеристики линий (длина и ширина) были приведены для стеклотекстолита FR-4 толщиной 0,06 дюйма. При помощи программы APPcad от Agilent (бесплатной) эти линии были пересчитаны (волновое сопротивление и длина в долях длины волны) под текстолит толщиной 1,5 мм.



Максимальная входная мощность сигнала для maapss0093 составляет 10 mW, поэтому между выходом видемодуля и входом усилителя был включён аттенюатор из резисторов на 3-4 дб.



На плату под брюхо микросхемы была припаяна полоска медной фольги толщиной 0,1 (или 0,15 мм, не помню), выступающая далеко за корпус IC. Металлизированный пятачок на пузе микросхемы припаивался к этой полоске. Полоска и плата была просверлена сверлом 0,8 мм и в отверстие впаяна медная проволока такой же толщины. Назначение её – отвод тепла на другую сторону плату. Противоположная сторона платы была сплошная земля. В итоге тепло от усилителя рассеивалось по верхней стороне платы за счёт медной пластинки, а по противоположной за счёт медной проволоки. Этих мер оказалось достаточно для эффективного охлаждения усилителя. В результате эта конструкция стала основной для полётов по камере.



Приёмник видесигнала был собран на одноимённом модуле. Кроме самого модуля на плате был стабилизатор питания, микроконтроллер AVR 2313, преобразователь уровня MAX232. Для чего нажжен МК и преобразователь уровня? – для использования в качестве модема при передаче данных по каналу звука.



В модулях есть два канала звука – левый и правый. Один использовался по прямому назначению, а второй – для передачи цифровых данных при помощи BPSK модема. Где-то на немецком сайте есть схема и две прошивки для МК.

Приёмник был помещён в металлическую коробку. Дополнительно был сделан вывод питания от стабилизатора +5 вольт, на случай подключения МШУ.



Реально не хватает в этом приёмнике вывода RSSI. Нет, его ОЧЕНЬ НЕ ХВАТАЕТ. В предыдущей модели он есть, в новой модели приёмника он вроде, тоже есть, а тут нет.
Про приёмник больше сказать нечего – приёмник как приёмник.

Антенны.
На передатчике была штыревая антенна. Точнее было попробовано несколько антенн. Разница между ними фиксировалась по току потребления, нагреву усилителя и самодельному показометру уровня сигнала.

На приёмной стороне была опробована штыревая антенна с Ку около 3-4 Дб и панель с заявленным усилением 14 Дб.

Штырь (вероятно коллинеар) принимал нормально, но диаграмма направленности его была бубликом, причём ось антенны проходила через дырку этого бублика. Полёт на высоте больше чем удаление по горизонтали сопровождались срывами картинки.



Так же эта антенна «принимала» сигнал от аппаратуры управления при разнесении их менее чем на 5 метров.

Панельная антенна понравилась большей стабильностью. Угол диаграммы направленности достаточно широкий для полётов с помощником – ориентатором. На приём видео не оказывала влияние аппаратура управления, даже если ткнуть прямо к антенне.





Что ещё было сделано, но пока не опробовано в полевых условиях.

Был приобретён материал Rogers 4003c толщиной 0,8 мм. Это ВЧ ламинат для печатных плат. Имеет низкие потери на высокой частоте, нормированную диэлектрическую проницаемость. От неё зависит волновое сопротивление полосковых линий. Впечатления от работ с ним положительные. Менее прочен чем стеклотекстолит, легко режется и сверлится.

Между делом была освоен метод металлизации переходных отверстий при помощи токопроводящего лака на основе графита. Переходными отверстия в на СВЧ платах прошиваются земляные полигоны с землёй на противоположной стороне. Соединение проволоками с последующей пайкой очень утомительно.

Поскольку металлизировать надо только «заземляющие» отверстия, то эта процедура проводилась после травления рисунка платы. Просверленные отверстия были слегка раззенкованы (точнее сказать развальцованы) сверлом большего диаметра. Каждое отверстие смазывалось токопроводящим графитовым лаком. После его высыхания прочищалось зубочисткой вращательными движениями. Лишний графит с поверхности платы удалялся мелкой шкуркой под струёй воды.

Так получилось, что у меня оказалось два баллончика с графитовым лаком. Один «Graphite» от Cramolin, второй «Graphit» от Kontakt Chemie. В принципе они оба хорошо проводят ток, особенно после полировки, но отличаются растворителем и связующим. Первый почти без запаха и сохнет очень быстро, второй сохнет дольше, но сильно пахнет.

Затем к заготовке платы припаивались токоподводы, будущая плата помещалась на 20-30 секунд в раствор соляной или азотной кислоты для удаления окислов и вешалась в раствор электролита меднения.

Основной рисунок защищался перманентным маркером. В течении 1,5-2 часов происходило нарастание меди на стенки отверстий и земляные полигоны. Толщина слоя на поверхности составляла около 100 мкм. Здесь есть очень важный положительный момент толстая медь хорошо отводит тепло, отверстия будучи заполненными припоем тоже хорошо проводят тепло. Земляная сторона платы без деталей остаётся плоской и может быть прикручена прямо на радиатор.





Забыл добавить. Платы теперь травлю в растворе персульфата аммония с добавкой серной кислоты. Кроме эстетического улучшения, исключается адсорбция соединений железа в диэлектрик платы.

В результате был собран усилитель видеосигнала на микросхеме (микросборке) ALM32220 от Avago. Что это? Это высоколинейный усилитель мощностью 2W. Согласован по входу и выходу на 50 ом. Корус 10*7 мм, без ножек, с контактными площадками. Питание 5 вольт. Из внешних компонентов требуются только конденсаторы по питанию. Одно из достоинств цена – что-то около 300 рулей.

Эксперимент на макетке показал, что 10 мВт от видеомодуля не хватает для раскачки усилителя на полную мощность. Максимально удалось получить что-то около 0,5 Вт.
Тогда для промежуточного усиления был использован MGA-82563 от Agilent. Это широкополосный (0,1-6 ггц) предварительный усилитель. Номиналы внешних элементов были рассчитаны всё в той же APPcad.
С помощью промежуточного усиления удалось получить номинальную мощность от ALM32220. Эквивалент антенны ощутимо грелся. При помощи потенциометра на ноге Vcontrol выходную мощность можно изменять в широких пределах.





Ещё был собран малошумящий (антенный) усилитель на микросхеме max2644 и фильтре на ПАВ. Трудно сказать будет ли от него польза или нет, посмотрим.



Последние две штуки в реальных условиях опробованы не были.
Миниатюры Миниатюры Нажмите на изображение для увеличения
Название: ANT_3.JPG‎
Просмотров: 1404
Размер:	30.5 Кб
ID:	403856   Нажмите на изображение для увеличения
Название: ANT_14.jpg‎
Просмотров: 1406
Размер:	34.8 Кб
ID:	403857   Нажмите на изображение для увеличения
Название: AWM_630.JPG‎
Просмотров: 1792
Размер:	97.9 Кб
ID:	403858   Нажмите на изображение для увеличения
Название: AWM_634.JPG‎
Просмотров: 1407
Размер:	66.6 Кб
ID:	403859   Нажмите на изображение для увеличения
Название: Galvan.JPG‎
Просмотров: 1450
Размер:	75.4 Кб
ID:	403860   Нажмите на изображение для увеличения
Название: hole.JPG‎
Просмотров: 1404
Размер:	35.2 Кб
ID:	403861   Нажмите на изображение для увеличения
Название: LNA.JPG‎
Просмотров: 1452
Размер:	45.4 Кб
ID:	403862   Нажмите на изображение для увеличения
Название: PA_1.JPG‎
Просмотров: 1432
Размер:	53.4 Кб
ID:	403863   Нажмите на изображение для увеличения
Название: PA_1_sche.GIF‎
Просмотров: 1467
Размер:	11.2 Кб
ID:	403864   Нажмите на изображение для увеличения
Название: PA_2_build.JPG‎
Просмотров: 1441
Размер:	56.2 Кб
ID:	403865   Нажмите на изображение для увеличения
Название: PA_ALM.JPG‎
Просмотров: 1467
Размер:	53.6 Кб
ID:	403866   Нажмите на изображение для увеличения
Название: PCB_PA_1.GIF‎
Просмотров: 1399
Размер:	7.6 Кб
ID:	403867   Нажмите на изображение для увеличения
Название: RECIVER.JPG‎
Просмотров: 1424
Размер:	50.9 Кб
ID:	403868   Нажмите на изображение для увеличения
Название: RECIVER_box.JPG‎
Просмотров: 1391
Размер:	30.4 Кб
ID:	403869  
Категории
Без категории

Комментарии

  1. Аватар для temp0508
    и как испытания ? пробовали по земле померить дальность видеопередатчика (какова примерно получившаяся мощность ?) (обычно сам пробую со стандартными штырками, чтобы далеко не уезжать )
  2. Аватар для targetorsk
    а что за аппа ? Если на 2.4ГГц то как с ней по частоте разошлись ?