Forum: HF, Funk und Felder Antennenweiche und Backup Kondensator für GNNS Modul


von peterpan (Gast)


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Hi,

ich habe zwei Fragen rund um den Neo-M8N von ublox.
Hier das Datenblatt: 
https://www.u-blox.com/sites/default/files/NEO-M8-FW3_DataSheet_%28UBX-15031086%29.pdf

Ich möchte den NEO-M8N gern mit zwei Antennen nutzen: Einmal mit einem 
25x25mm Ceramic Patch und dann, falls das von der Genauigkeit im Feld 
nicht ausreicht mit einer ext. Antenne mit Kabel, angeschlossen über 
eine SMA Buchse.

Ich benötige also eine Antennenweiche und eine Möglichkeit hin und her 
zu schalten. Ideal wäre es nun wenn es eine Weiche gibt, die erkennt das 
an der SMA Buchse eine Antenne angeschlossen ist, dann soll sie diese 
nehmen, falls nicht den Patch. Sollte es sowas nicht geben könnte ich 
das ganze auch über einen GPIO am uC machen. "Automatisiert" wäre mir 
aber lieber.

Kennt da jemand was von euch und hat ggf. sogar einen Schaltplan? Das 
Thema GPS und HF ist leider komplett neu für mich.

--

Der zweite Punkt ist, der NEO-M8N braucht ca 1 Min im Cold Start um 
seine Pos. zuverlässig zu finden und um startklar zu sein. Nun gibt es 
einige Beispiele die mittels Knopfzelle und V-Bckup einen Warm Start 
hervorrufen, fuktioniert auch, jedoch möchte ich keine Batterie / Akku 
in meinem Gerät nutzen.

Daher die Frage welcher Kondensator ausreichend dimensioniert ist um 30 
Min die Schaltung am Leben zu halten und wie die Schaltung aussehen 
müsste damit es keine Probleme gibt sobald Vcc wieder anliegt.

Vielen Dank.

: Verschoben durch Moderator
von HDOP 1mm (Gast)


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peterpan schrieb:

> Kennt da jemand was von euch und hat ggf. sogar einen Schaltplan? Das
> Thema GPS und HF ist leider komplett neu für mich.

Irgendein HF Schalter für 1,6GHz?

Der Strom für den Verstärker in der externen Antenne kannst du 
auswerten, und als Umschaltsignal verwenden..

von peterpan (Gast)


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HDOP 1mm schrieb:
> Der Strom für den Verstärker in der externen Antenne kannst du
> auswerten, und als Umschaltsignal verwenden..

Aber die Antenne ist doch Passiv - wie werte ich da was aus?

PS: Der Titel sollte natürlich "GNSS" heißen und nicht "GNNS".

von Blafasel (Gast)


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peterpan schrieb:
> Aber die Antenne ist doch Passiv - w

Oh ha, was ist das für eine Antenne? Passiv mit Kabel ist für GNNS 
Anwendungen eher unüblich.

von peterpan (Gast)


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Sorry - doch aktiv:

https://www.u-blox.com/sites/default/files/ANN-MB_DataSheet_%28UBX-18049862%29.pdf


Aber muss ich beim erstellen der Schaltung schon wissen welche ext. 
(aktive) Antenne benutzt wird, oder ist eine aktive Antenne immer gleich 
(auf HF / Schaltungsebene)

von Gerd E. (robberknight)


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peterpan schrieb:
> Nun gibt es
> einige Beispiele die mittels Knopfzelle und V-Bckup einen Warm Start
> hervorrufen, fuktioniert auch, jedoch möchte ich keine Batterie / Akku
> in meinem Gerät nutzen.

Warum? Eine CR2032-Knopfzelle ist klein, gängig und hält 5 Jahre oder so 
für diese Anwendung.

Alternative wäre ein Doppelschicht-Kondensator, AKA Goldcap. Auch die 
dickeren von denen haben nur für ein paar Tage genug Ladung. Dann kommt 
aber noch hinzu daß die Dinger auch nur eine begrenzte Lebensdauer 
haben. Nach einigen Jahren sind die auch durch. Und der Wechsel einer 
CR2032 in einem Sockel ist einfacher als Auslöten des Goldcap.

Daher hab ich für mich entschlossen überall nur Knopfzellen zu verbauen 
und auf Goldcaps komplett zu verzichten. Und da bin ich nicht allein, 
Goldcaps und Konsorten führen auf dem Markt ein echtes Nischendasein, 
einige Produktlinien wurden auch schon eingestampft.

von peterpan (Gast)


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Gerd E. schrieb:
> Warum? Eine CR2032-Knopfzelle ist klein, gängig und hält 5 Jahre oder so
> für diese Anwendung.

Zu groß und die Verwendung einer Batterie macht, gerade bei Einsatz im 
Automotive Bereich und im Ausland „Probleme“.

Da ich nur 30 Min Puffer benötige dachte ich an einen Kondensator.

von Gerd E. (robberknight)


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peterpan schrieb:
> Aber muss ich beim erstellen der Schaltung schon wissen welche ext.
> (aktive) Antenne benutzt wird, oder ist eine aktive Antenne immer gleich
> (auf HF / Schaltungsebene)

Es gibt die mit unterschiedlichen integrierten Verstärkern, die wollen 
unterschiedliche Spannungen. Neuere nur 3,3V, manche mit weiterem 
Bereich 3,3 bis 5V und manche ältere sogar 12 oder mehr Volt.

Ansonsten haben die alle 50 Ohm und werden durch den Empfänger gespeist.

von peterpan (Gast)


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Gerd E. schrieb:
> Es gibt die mit unterschiedlichen integrierten Verstärkern, die wollen
> unterschiedliche Spannungen. Neuere nur 3,3V, manche mit weiterem
> Bereich 3,3 bis 5V und manche ältere sogar 12 oder mehr Volt.

Okay, also wenn man die Antennenauswahl auf 3,3V Modelle begrenzt sind 
sie danach auf Schaltungsebene aber gleich?

von Gerd E. (robberknight)


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peterpan schrieb:
> Gerd E. schrieb:
>> Warum? Eine CR2032-Knopfzelle ist klein, gängig und hält 5 Jahre oder so
>> für diese Anwendung.
>
> Zu groß

Ein ausreichender Goldcap ist um ein mehrfaches größer als eine CR2032.

> und die Verwendung einer Batterie macht, gerade bei Einsatz im
> Automotive Bereich und im Ausland „Probleme“.

Automotive-Bereich von mir aus, da musst Du die Vibrationsfestigkeit 
beachten. Dann vielleicht doch besser einlöten.

Aber was siehst Du für Probleme im Ausland? In Geräte eingebaute 
Batterien bis zu einem gewissen Masseanteil sind auch kein Problem bei 
Luftpost bzw. Mitnahme im Flugzeug. Beides dürfte für Automotive aber 
eher weniger relevant sein, ich will nicht die Übergepäck-Rechnung sehen 
wenn ich am Flugschalter versuche mein Auto aufzugeben... ;)

von Gerd E. (robberknight)


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peterpan schrieb:
> Okay, also wenn man die Antennenauswahl auf 3,3V Modelle begrenzt sind
> sie danach auf Schaltungsebene aber gleich?

sollten sie, ja.

von Blafasel (Gast)


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https://www.maximintegrated.com/en/products/comms/wireless-rf/MAX2674.html

Sowas wäre doch was für dich.

Klar kann man Kondensatoren nehmen. Die Stromaufnahme sollte im 
Datenblatt stehen. Damit kannst du ja mal rechnen was du brauchst.
Es gibt auch kleine Wiederaufladbare Batterien, falls CR2032 und 
Kondensatoren zu groß sind.

Für die Antennenversorgung würde ich mir nen schönen Ultra Low Noise LDO 
raussuchen. Mit dessen Power good Ausgang kann man dann auch einen 
reinen Schalter betreiben. Allerdings brauchst du ja für eine passive 
Patch ja wahrscheinlich eh auch noch nen LNA.

von peterpan (Gast)


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Blafasel schrieb:
> https://www.maximintegrated.com/en/products/comms/wireless-rf/MAX2674.html
>
> Sowas wäre doch was für dich.

Danke. Da kann ich also den patch und die ext Antenne anschließen, 
sobald die ext. angeschlossen ist, nimmt er automatisch die, ja?

Ich möchte nochmal klar stellen das die komplette Schaltung ~30 Min via 
Kondensator oder sonstiger backup Quelle versorgt werden soll, nicht 
länger. Ich war der Meinung hier im Forum mal ein Beitrag gelesen zu 
haben wie das jemand mit einem relativ kleinen Elko und ein bisschen 
Hühnerfutter realisiert hat.

von peterpan (Gast)


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Blafasel schrieb:
> https://www.maximintegrated.com/en/products/comms/wireless-rf/MAX2674.html
>
> Sowas wäre doch was für dich.


hast Du eine (DACH) Quelle dafür? Farnell und Mouser haben da nix...

von peterpan (Gast)


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Blafasel schrieb:
> https://www.maximintegrated.com/en/products/comms/wireless-rf/MAX2674.html
>
> Sowas wäre doch was für dich.

Scheint es auch nur in BGA zu geben. Sollte schon von Hand zu löten 
sein... Gibt es alternativen dazu?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Es gibt z.B. SMA Buchsen auch mit integriertem Schalter. Ich habe sowas 
gerade aus einem Plastikrouter geplündert, aber z.B. bei AMP gibts sowas 
auch ungebraucht und neu. Steckt kein Stecker, wird intern 
weitergeleitet.
https://www.amphenolrf.com/901-10416.html

von peterpan (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Es gibt z.B. SMA Buchsen auch mit integriertem Schalter. Ich habe
> sowas gerade aus einem Plastikrouter geplündert, aber z.B. bei AMP gibts
> sowas auch ungebraucht und neu. Steckt kein Stecker, wird intern
> weitergeleitet.
> https://www.amphenolrf.com/901-10416.html

Danke. Leider ist gerade kein Bild zu sehen.

Die Anforderung bei mir ist jedoch auch, das auf der Platine ein IPEX 
connector ist und mittels Adapter Kabel auf SMA dann nach außen ans 
Gehäuse geführt wird

von peterpan (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Es gibt z.B. SMA Buchsen auch mit integriertem Schalter. Ich habe
> sowas gerade aus einem Plastikrouter geplündert, aber z.B. bei AMP gibts
> sowas auch ungebraucht und neu. Steckt kein Stecker, wird intern
> weitergeleitet.
> https://www.amphenolrf.com/901-10416.html

Bild hab ich nun gefunden, taugt in meinem Fall leider nichts und ist 
bei 100 Stk immer noch sehr teuer: 
https://www.mouser.de/ProductDetail/Amphenol/901-10416?qs=8uyp%2Fy7yFW4C3Mpn5iUMqA%3D%3D&gclid=EAIaIQobChMIy_bG_v2j5QIVDc53Ch2AjAG-EAAYASAAEgK1lvD_BwE

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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peterpan schrieb:
> ein IPEX
> connector ist

An der SMA Buchse, die ich aus dem Router ausgebaut habe, sind 2 
Verbindungskabel mit U.FL Steckerchen, wenn das das gleiche ist wie 
IPEX. Geben tut es sowas also schon.
Einer kommt vom HF Block, der andere (geschaltete) geht dann auf die 
Platinenantenne. Das ganze ist für 2,4 GHZ WLAN, sollte also auch für 
GPS funktionieren.

: Bearbeitet durch User
von Voodoo (Gast)


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peterpan schrieb:
> hast Du eine (DACH) Quelle dafür? Farnell und Mouser haben da nix...

Ähm Nö, hatte ich jetzt nicht nach geschaut.

peterpan schrieb:
> Scheint es auch nur in BGA zu geben. Sollte schon von Hand zu löten
> sein... Gibt es alternativen dazu?

Definiere Handlöten? Heißluft und/oder Bügeleisen(ohne Dampf).

peterpan schrieb:
> Ich war der Meinung hier im Forum mal ein Beitrag gelesen zu
> haben wie das jemand mit einem relativ kleinen Elko und ein bisschen
> Hühnerfutter realisiert hat.

Den Beitrag kenne ich nicht, würde mich aber auch interessieren. Meine 
Frage wäre dann wie die Isolation zustande kam.
Wenn ich aus einer aktiven Antenne den Signalpegel auf die Leitung gebe 
und da am anderen Ende nur eine Patch hängt wird diese das Signal gleich 
wieder abstrahlen. Wenn es schlecht läuft in die aktive Antenne. 
Außerdem wird deine Anpassung sich ändern je nachdem ob eine externe 
Antenne angeschlossen ist oder nicht.


Ich bin mir nicht sicher (will jetzt gerade auch nicht das Datenblatt 
lesen) aber ich glaube die intern erzeugte Versorgung für externe LNAs 
könnte dir weiterhelfen, die müsste schaltbar sein. Glaube ich..

von Voodoo (Gast)


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HMC197BETR

von peterpan (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> An der SMA Buchse, die ich aus dem Router ausgebaut habe, sind 2
> Verbindungskabel mit U.FL Steckerchen, wenn das das gleiche ist wie
> IPEX. Geben tut es sowas also schon.
> Einer kommt vom HF Block, der andere (geschaltete) geht dann auf die
> Platinenantenne. Das ganze ist für 2,4 GHZ WLAN, sollte also auch für
> GPS funktionieren.

Ja, die Fritzbox hat sowas auch, aber es ist ja dann so, das die U.FL 
Kontakte bei mir ständig gesteckt sind, da von dort ja der SMA Adapter 
nach außen geführt wird. Also ist permanent der Kontakt gegeben und die 
falsche Antenne wird genutzt.

> Definiere Handlöten? Heißluft und/oder Bügeleisen(ohne Dampf).

Kein BGA, lötbar mit einer Handlötkolben-Station.

> Den Beitrag kenne ich nicht, würde mich aber auch interessieren. Meine
> Frage wäre dann wie die Isolation zustande kam.
> Wenn ich aus einer aktiven Antenne den Signalpegel auf die Leitung gebe
> und da am anderen Ende nur eine Patch hängt wird diese das Signal gleich
> wieder abstrahlen. Wenn es schlecht läuft in die aktive Antenne.
> Außerdem wird deine Anpassung sich ändern je nachdem ob eine externe
> Antenne angeschlossen ist oder nicht.

Damit meinte ich jetzt eigentlich die ext. Versorgung und nicht die 
Antenne.

Sollte eine ext. Antenne angeschlossen sein reicht es auch die Schaltung 
nur für ~5 Min zu versorgen. Wichtig wären halt ~30 Min für die 
Schaltung bei Verwendung des Patches.

von peterpan (Gast)


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Voodoo schrieb:
> HMC197BETR

Danke. Als Switch scheint das Teil gut geeigent, jedoch wäre mir eine 
integrierte Lösung mit LNA(s) lieber. Gibt es denn für ein LNA inkl. 
Switch keinen "Fachbegriff"? Ich werde ja nicht der einzige sein der 
eine HF Anwendung mit zwei Antennen realisieren will.

von peterpan (Gast)


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Voodoo schrieb:
> Den Beitrag kenne ich nicht, würde mich aber auch interessieren.

Beitrag "Pufferkondensator für GPS Modul"

von peterpan (Gast)


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Außerdem hätte ich noch eine grundlegende Frage zur Antennentechnik die 
nur sekundär mit dem Thema zu tun hat:

Kann eine exterene Aktive GPS/GNSS Antenne von zwei Geräten gleichzeitig 
genutzt werden? "Out of the Box" ohne Verbindung der Geräte selbst.

zB. Navigationssystem Auto + Ortungssystem Dritthersteller.

von Nick M. (Gast)


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peterpan schrieb:
> Kein BGA, lötbar mit einer Handlötkolben-Station.

Und dann? Den Neo N8M bekommst du nie und nimmer per Lötkolben auf die 
Platine.
Ich hab mir meinen Prototypen mit Dampfphase auflöten lassen. 10 EUR 
Trinkgeld beim Bestücker. :-)


Nick

von peterpan (Gast)


Angehängte Dateien:

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Nick M. schrieb:
> Und dann? Den Neo N8M bekommst du nie und nimmer per Lötkolben auf die
> Platine.

Also ich sehe da kein Problem - sprechen wir vom gleichen Modul? Siehe 
Bild.

von Nick M. (Gast)


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peterpan schrieb:
> Also ich sehe da kein Problem - sprechen wir vom gleichen Modul? Siehe
> Bild.

Oops! Sorry! Das geht schon. Meine Platine an die ich dabei dachte hatte 
3 ublox-Module drauf und (Toby, Neo und Odin). Und es war der Toby der 
so eklig war.
Auch wenn das castellated-Zeug für Handlötung nicht wirklich meine 
Stärke ist.

Nick

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Wenn die externe Antenne einen DC-Kurzschluss bildet, könnte man das 
einfach detektieren.

Als Umschalter gibt es Relais, integriere HF-Schalter wie den oben sehr 
knapp genannten Hittite/AD-Typ:
https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/hmc197b.pdf
Es soll auch mikromechanische Relais auf Halbleiterbasis geben.

von peterpan (Gast)


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Christoph db1uq K. schrieb:
> Wenn die externe Antenne einen DC-Kurzschluss bildet, könnte man das
> einfach detektieren.
>
> Als Umschalter gibt es Relais, integriere HF-Schalter wie den oben sehr
> knapp genannten Hittite/AD-Typ:
> https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/hmc197b.pdf
> Es soll auch mikromechanische Relais auf Halbleiterbasis geben.

Lieber wäre mir tatsächlich ein IC der all das automatisch macht. Es 
scheint ja welche zu geben, aber entweder nur BGA oder alle nicht mehr 
lieferbar.

Nick M. schrieb:
> Auch wenn das castellated-Zeug für Handlötung nicht wirklich meine
> Stärke ist

Ja, geil ist es nicht, aber durchaus gut von Hand lötbar.

von Guenter N. (guenternagel)


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Ich würde das gern nochmal hochholen: Leider habe ich immer noch keine 
Weiche gefunden die das so kann - was ich vorhabe. Hat noch jemand Ideen 
oder könnte mir einen Schaltplan liefern wie die Schaltung "zu Fuß" 
aussehen müsste gegen einen Obolus.

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