Guten Abend, ich kenne mich mit Halbleiter-Elektronik sehr gut aus. Nun würde ich gerne in die Welt der Funktechnik einsteigen. Ich habe bis jetzt mit den ZigBee-Modulen gearbeitet. Gegebenheiten: Ich habe ein Modul (IC) das eine bestimmte Frequenz (1GHz) generiert. Das Modul besitzt folgende Daten: Output Power: -2,5 dBm Harmonic Suppression (2nd Harmonic): -15 dBc Meine Frage als "Funkneuling" wäre jetzt, wofür steht der letzte Buchstabe (dBm und dBc)? Wie muss die Leiterplatine von den Leiterbahnen her beschafen sein, damit das HF-Signal vom Modul zum Verstärker/anderes IC/Antenne störungsfrei übertragen werden kann? Was für einen HF-Verstärker bräuchte ich, um das Signal mit den oben genannten Werten zu verstärken und wie müsste die Signalstrecke zwischen Modul (Oszillator) und dem Verstärker auf der selben Leiterplatine realisiert werden? Wie bekomme ich am Ende das HF-Signal von der Platine. Ein einfaches Drahtstück auf die Platine löten oder kleine Antennen die man kaufen kann verwenden. Wenn das letztere, wie erfolgt der anschluss der Antenne auf der Platine? Habe jetzt ne Menge Fragen formuliert. Wäre um jede Antwort sehr dankbar. Danke sehr. Mit freundlichen Grüßen Thomas Fassbender
Hallo, dBm bezeichnet einfach den Leistungspegel deines Signals bezogen auf ein 1mW. Ein Signal mit einer Leistung von 1W = 10*log(1W/1mW) = 30 dBm dBc bezeichnet die Signalpegeldifferenz, z.B. einfach die Differenz der Pegel eines Nutz- und eines Störsignals. Siehe auch http://de.wikipedia.org/wiki/Signalpegeldifferenz Bei den Layoutsachen kann ich Dir nicht wirklich weiterhelfen. Grundsätzlich würde ich sagen, ist es immer gut, die Leiterbahnen möglichst kurz zu halten. Allerdings trifft das evtl. nicht zu, wenn Du irgendwie die Impedanz anpassen musst. Antenne ist wohl empfehlenswert. Aber da muss dir jemand kompetenteres Ratschläge geben, ich bin mir nicht mal sicher, ob Du sowas überhaupt einfach bauen darfst oder ob da nicht einige (teure) EMV-Test zu bestehen wären. Funksender darf man ja auch nicht einfach so selber bauen.
Ist wohl schon zu spät für mich, klingt irgendwie ziemlich besoffen mein erster Satz. So sollte das heißen: Markus schrieb: > dBm bezeichnet einfach den Leistungspegel deines Signals bezogen auf 1mW. > Ein Signal mit einer Leistung von 1W hätte einen Pegel von 10*log(1W/1mW) = 30 dBm Gute Nacht!
Hallo, danke für deine schnelle Antwort. Was genau meinst du mit der Anpassung der Impedanz mit der Leiterbahnlänge? Ich als "normaler" Elektroniker würde da jetzt einen Widerstand zur Impedanzanpassnung einbauen. Aber du meinst wahrscheinlich die Impedanz bezogen auf die Elektromagnetischen Wellen im Leiter? Ich weiß das Antennenkabeln häufig den Begriff 50ohm mit sich bringen. Thomas Fassbender
Das war auch sehr schlecht von mir ausgedrückt, ich meinte eher dass u.U. Laufzeitanpassungen notwendig sind. Vielleicht sind Dir schon mal mäanderförmige Leiterbahnführungen aufgefallen. Hier steht auch ein bischen was dazu: Beitrag "Mäanderförmige Leiterbahnen auf Motherboards" Wie gesagt, es gibt hier wesentlich kompetentere HF-Leute, aber anfangen würde ich mit einem Layout, bei dem alle Leiterbahnen möglichst kurz und gleich lang sind.
Aber wie gesagt, als erstes würde ich mich schlau machen, ob Du das überhaupt darfst. Es existieren hier sicher auch bestimme maximale Leistungsvorgaben, an denen die Module wahrscheinlich eh schon arbeiten. Wenn Du da einfach nen Verstärker hinbastelst, diese Werte überschreitest und da jemand draufkommt, könntest Du Ärger bekommen.
> Was genau meinst du mit der Anpassung der Impedanz mit der
Leiterbahnlänge?
Der sogenannte Wellenwiderstand - das sind z.B. die von dir
angesprochenen 50 Ohm. Ist die Leitung kleiner als Lambda / 10, solltest
du da unbedingt ein Auge drauf haben - d.h. möglichst Ausgangswiderstand
Verstärker = Wellenwiderstand Leiterbahn = Fußpunktwiderstand Antenne (=
üblicherweise 50 Ohm oder 75 Ohm). Gleiches gilt für die Verbindung
Modul-Leiterbahn/Kabel-Verstärkereingang, auch hier sollte die Impedanz
für alle drei möglichst gleich sein, da es sonst zu Reflexionen kommt
(d.h. Leistung vom Verstärker fließt zurück zum Modul oder von der
Antenne zurück zum Verstärker - einerseits verschenkte Leistung,
andererseits kann es die HF-Endstufen zerstören, da diese u.U. keine
hohe rücklaufende Leistung vertragen).
Die Leiterbahn auf der Platine ist überlicherweise eine Microstrip, d.h.
eine Kupferbahn mit darunterliegender, nicht unterbrochender
Massefläche. Unter dem Stichwort "Microstrip berechnen" lassen sich
sicher einige Rechner/Programme ergoogeln. Grober Richtwert ist eine
Leiterbahnbreite von 2,8mm für eine 50 Ohm-Bahn auf 1,5mm Standard
FR4-Platinenmaterial.
> Unter dem Stichwort "Microstrip berechnen" lassen sich sicher einige Rechner/Programme ergoogeln z.B. hier: http://www.referencedesigner.com/tutorials/si/si_06.php Die Höhe der Kupferschicht (Trace thickness) beträgt bei Standard-FR4 35 µm
Also besser ne doppelseitige Kupferschichtplatine benutzen wo die eine Seite vollkommen mit Kupfer bedeckt ist und auf der anderen Seite seine Schaltung aufgebaut wird. Und die Leiterbahnlänge und Breite wird dann mit dem Tool berechnet.
Ja, das wäre optimal - zumindest sollte aber unter der HF-Leiterbahn und möglichst auch (Achtung, Pi * Daumen-Wert) der drei- bis fünffachen Breite links und rechts davon eine durchgängige, ununterbrochene Kupferfläche sein, die an Ground angebunden ist. Wenn wirklich alle Elemente in der Kette exakt 50 Ohm haben, beschränken sich die Verluste auf die ohmschen Verluste durch den Leiterbahnwiderstand, dann KÄME es auf ein paar cm mehr oder weniger nicht an. Das wird aber so nicht hinzubekommen sein, eine gewisse Fehlanpassung wird sich nicht vermeiden lassen - daher die Länge der HF-Leiterbahn möglichst kurz halten. Die Breite dann wie gesagt mit einem Tool wie diesem berechnen.
Die Kupferfläche wird an Ground angebunden. Das heißt an diese kommt die negative Betriebsspanung der Energiequelle (Batterie) oder meinst du wirklich die Erde? Da das ganze Portable wie ein Handy sein soll, habe ich dementsprechend keine Erde zur verfügung.
mhhh, ich nehme mal an, dass alle Bauteile auf der Leiterplate die mit dem HF-Signal was zutun haben mit Ground (Kupferfläche) verbunden werden. Dazu gehört bestimmt auch die Antenne. Muss man auf noch was achten?
Thomas Fassbender schrieb: > Output Power: -2,5 dBm > Harmonic Suppression (2nd Harmonic): -15 dBc Das ist ein ziemlich schlechter Wert. Du wirst einiges an Nachselektion spendieren müssen, damit du die geforderte Unterdrückung unerwünschter Frequenzen erreichst. Je nach genauer Frequenz und gewünschter Ausgangsleistung sind da vermutlich in der Größenordnung von -40 dBc an Nebenwellenunterdrückung erforderlich. Wenn du genauer sagst, was das denn am Ende werden soll (Frequenz, Ausgangsleistung, Zweck des Ganzen, ggf. die Allgemeinzuteilung, auf die sich dein Gerät beziehen wird), dann kann ich mal sehen, ob ich genauere Details dazu finde. Interessant wäre auch, ob das nur ein experimenteller Prototyp wird (also ein Einzelexemplar) oder die Basis für eine spätere Serienfertigung. Ich glaube, du solltest dir erstmal ein paar existierende Layouts von HF-Geräten in diesem Frequenzbereich ansehen, bevor du dich ransetzt, so etwas selbst zu entwerfen. Jedes Stück Leiterbahn wird hier so langsam selbst zur Induktivität (1 nH/mm als Richtwert) und auch selbst zur Kapazität. Da werden Kondensatoren nicht einfach an Masse ange- bunden, sondern man muss auch ständig im Blick behalten, dass das, wo sie angebunden werden, auch wirklich eine Masse ist -- und nicht etwa durch die Eigeninduktivität ein Schwingkreis entsteht. Thomas Fassbender schrieb: > Dazu gehört bestimmt auch die Antenne. Antennen sind nochmal ein Ding für sich. Im Gegensatz zum Rest der Schaltun sollen sie schließlich strahlen. Hast du denn schon eine konkrete Antenne im Blick?
Hallo Jörg, ich habe einen Empfänger der 1Ghz ASK empfangen kann. So nun würde ich gerne einen passenden Sender bauen (Prototyp). Zum Einstieg reicht es mir völlig zu wissen, wie man einzelne HF-Bauteile untereinander richtig dimensioniert und diese auf einer Leiterplatine richtig einsetzt. Die Sendeleistung sollte maximal 10m betragen damit ich niemanden störe. Mit Nachselektion meinst du wohl, dass der Oszillator-IC am Ausgang nen Filter bekommt? Über die Antenne habe ich mir keine gedanken gemacht. Soweit ich weiß gibt es PCB-Antennen und so kleine "Handy" Antennen die schön kompakt sind.
Eine Antenne sollte die richtige Impedanz haben. .. Das Wissen ist etwas zu begrenzt. Ich wuerde vorschlagen vom Vorhaben Abstand zu nehmen. Die Wuensche von 10m Reichweiste sind schon gut. Ploetzlich ist viel mehr Leistung da, die Reichweite viel groesser, und ein externes System wird gestoert. In diesen Bereichen zu arbeiten bedingt neben der Theorie zu kennen, die passenden Messmoeglichkeiten, dH ein Spektrumanalyzer ist zwingend. Einen Netzwerkanalyzer sollte man haben. ... ich musste ueber 20 Jahre warten, bis sich die moeglichkeiten ergeben haben ...
Hallo Gnadenloser Labberer, danke für deinen Beitrag. Diese Messgeräte sind sehr teuer. Diese Messgeräte kann ich mir leider nicht leisten und muss deshalb auf diese verzichten.
Thomas Fassbender schrieb: > ich habe einen Empfänger der 1Ghz ASK empfangen kann. So nun würde ich > gerne einen passenden Sender bauen (Prototyp). Dann beginne bitte damit, dir dafür bei der Bundesnetzagentur eine Frequenzzuteilung zu beschaffen. "Ich habe hier eine Garage. Nun möchte ich mir gern ein Auto dazu bauen. Ich weiß auch, wie man eine Bohrmaschine benutzt und Schrauben sicher verschraubt. Was muss ich noch dafür wissen?" Sorry, aber ungefähr so klingt deine Frage leider... Thomas Fassbender schrieb: > Diese Messgeräte kann ich mir leider > nicht leisten und muss deshalb auf diese verzichten. Dann verzichte bitte auf das Projekt. Es ist schade um den Aufwand. Wenn du mit Sendern und Funkübertragung basteln willst, um sowas kennenzulernen, dann beginne bitte nicht im mittleren UHF-Bereich und ohne auch nur einen Gedanken an die Rechtslage zu verschwenden. Es gibt Bauanleitungen (bspw. von Burkhard Kainka), die beschreiben, wie man sowas mit auch ohne große HF-Kenntnisse noch gut beherrschbaren 13,56 MHz anfangen kann, einem Bereich, der als ISM-Band zumindest erstmal einen gewissen Spielraum bietet, dass man mit seinem Experiment niemanden ungewollt stört (zumal die 1. Oberwelle ebenfalls wieder in ein ISM-Band fällt). Wenn du das dann soweit gebaut und verstanden hast, dann kannst du dich mit ein paar Megahertz mehr versuchen. Thomas Fassbender schrieb: > wie man einzelne HF-Bauteile untereinander richtig > dimensioniert und diese auf einer Leiterplatine richtig einsetzt. UHF ist mehr, als nur ein paar Bauelemente auf eine Leiterplatte einzusetzen. > Die > Sendeleistung sollte maximal 10m betragen Sendeleistungen werden nicht in Metern, sondern in Watt gemessen, wobei es sich bei den HFlern eingebürgert hat, zumindest kleine Leistungen als Dezibel bezogen auf 1 mW, kurz dBm, anzugeben. Die EN 300 220 Teil 1 (für den Betrieb von Sendeanlagen unter 1 GHz) bzw. 300 440 Teil 1 (für solche oberhalb 1 GHz) schreiben übrigens für die ungewollten Aussendungen (also bspw. Oberwellen) vor, dass diese im Bereich unter 1 GHz nicht mehr als 250 nW (= -36 dBm) und oberhalb nicht mehr als 1 µW (= -30 dBm) sein dürfen (für die Rundfunk- und Fernsehrundfunkbereiche gelten noch sehr viel strengere Festlegungen). Dein Oszillator bringt es auf -17,5 dBm allein für die erste Oberwelle! Selbst mit einer Frequenzzuteilung für diese Frequenz dürftest du diesen also nicht direkt benutzen.
Hallo Jörg, danke für deine Antowrt. Ich werde deinen Rat befolgen und erst mit niedrigen Frequenzen Experimentieren. Danke für eure Beiträge. Mit freundlichen Grüßen Thomas Fassbender
Thomas Fassbender schrieb: > Ich werde deinen Rat befolgen und erst mit niedrigen Frequenzen > Experimentieren. Melde dich einfach hier, wenn du nicht weiter kommst.
Mein Interesse ist auch geweckt, der Tipp mit Burkard Kainka ist echt super, da gibts viele interessante Sachen. Muss ich mich auch mal mit beschäftigen. http://www.b-kainka.de/bastel61.htm schaut nach einem ganz guten Einstieg aus.
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