REALIZZARE UN AMPLIFICATORE BIDIREZIONALE Wi-Fi 2.4GHz

Transcript

1 Catania 2-3 ottobre 2004 REALIZZARE UN AMPLIFICATORE BIDIREZIONALE Wi-Fi 2.4GHz IW4ELL Dario Guidetti 1

2 Catania 2-3 ottobre 2004 Rapida Presentazione Nominativo IW4ELL, radioamatore dal Lavoro come Tecnico Progettista con incarico di: - Progettista PCB - Seguo test e prove sui prodotti - Seguo omologazione dei dispositivi elettronici IW4ELL Dario Guidetti guidar99@hotmail.com 2

3 Catania 2-3 ottobre 2004 PERCHE REALIZZARE UN AMPLIFICATORE WiFi? Costo elevato degli amplificatori in commercio. Esigenza di dover collegare stazioni a distanza elevata mantenendo velocità accettabili (Marcon Montello circa 34Km a 2Mb/s). Perché è nello spirito del radioamatore autocostruire dispositivi Radio. IW4ELL Dario Guidetti guidar99@hotmail.com 3

4 ATTIVITA SVOLTE E DIFFICOLTA INCONTRATE Ricerca su Internet e raccolta di informazioni attendibili. (avevamo due alternative: comprare un amplificatore, analizzarlo e riprodurlo magari semplificato, oppure cercare materiale in rete ed avventurarci nella realizzazione). Definizione dello schema elettrico. (ricavato dal materiale raccolto dopo una valutazione di fattibilità). Ricerca componentistica particolare: - Integrato amplificatore RF2126 RF-Micro Devices - Integrato preamplificatore PM2202 Pacific Monolithics - Integrato RF Detector AD8314 Analog Devices - Integrato Switch AWS5506 Anadigics (difficoltà nel reperire i componenti presso i distributori se non sei una ditta, anche se chiedi una campionatura. Se li ordini in internet rischi di pagare molto per le spese di spedizione). Sbroglio del circuito stampato. (calcolo delle stripline e piazzamento dei componenti SMT). Test e prove di ottimizzazione. (mancanza di esperienza e difficoltà nel reperire la strumentazione necessaria per l ottimizzazione del dispositivo). IW4ELL Dario Guidetti guidar99@hotmail.com 4

5 SCHEMA ELETTRICO IW4ELL Dario Guidetti 5

6 DIMENSIONAMENTO STRIPLINE Per avere linee a 50 ohm di impedenza con segnale a 2.4GHz (utilizzato come supporto vetronite FR4 doppia faccia di spessore 1,6mm). IW4ELL Dario Guidetti guidar99@hotmail.com 6

7 PCB LAYOUT IW4ELL Dario Guidetti 7

8 PROTOTIPO MONTATO IW4ELL Dario Guidetti 8

9 STRUMENTAZIONE USATA - Misure effettuate a banco con analizzatore di spettro da 3GHz. - Come generatore di segnale, per determinare la potenza di uscita, abbiamo usato un AccessPoint D-Link in modalità FCC Test (portante continua con Pmax=17dBm), opzionale solo con versione SW Per ottimizzare la commutazione abbiamo usato un AccessPoint D-Link in modalità normale. - Forme d onda prese con oscilloscopio a 500Mhz. IW4ELL Dario Guidetti guidar99@hotmail.com 9

10 SEGNALI DI COMMUTAZIONE NON OTTIMIZZATI Sonda BLU: segnale sul collettore T2 (comando Mos) Sonda VERDE: segnale sulla base T2 Sonda ARANCIO: segnale sul pin 3 di IC6 (out RF detector) Prima dell ottimizzazione IW4ELL Dario Guidetti guidar99@hotmail.com 10

11 SEGNALI DI COMMUTAZIONE NON OTTIMIZZATI Sonda BLU: segnale sul collettore T2 (comando Mos) Sonda VERDE: segnale sulla base T2 Sonda ARANCIO: segnale sul pin 3 di IC6 (out RF detector) Prima dell ottimizzazione IW4ELL Dario Guidetti guidar99@hotmail.com 11

12 SEGNALI DI COMMUTAZIONE NON OTTIMIZZATI Sonda BLU: segnale sul collettore T2 (comando Mos) Sonda VERDE: segnale sulla base T2 Sonda ARANCIO: segnale sul pin 3 di IC6 (out RF detector) Prima dell ottimizzazione IW4ELL Dario Guidetti guidar99@hotmail.com 12

13 SEGNALI DI ALIMENTAZIONE IN COMMUTAZIONE Sonda BLU: segnale sul pin 3 di IC2 (Liv.Ampl. 3,33v) Sonda VERDE: segnale Point B (RX) Sonda ARANCIO: segnale Point A (TX) Prima dell ottimizzazione IW4ELL Dario Guidetti guidar99@hotmail.com 13

14 SEGNALI DI COMMUTAZIONE OTTIMIZZATI Sonda BLU: segnale sul collettore T2 (comando Mos) Sonda VERDE: segnale sulla base T2 Sonda ARANCIO: segnale sul pin 3 di IC6 (out RF detector) Dopo l ottimizzazione IW4ELL Dario Guidetti guidar99@hotmail.com 14

15 SEGNALI DI COMMUTAZIONE OTTIMIZZATI Sonda BLU: segnale sul collettore T2 (comando Mos) Sonda VERDE: segnale sulla base T2 Sonda ARANCIO: segnale sul pin 3 di IC6 (out RF detector) Dopo l ottimizzazione IW4ELL Dario Guidetti guidar99@hotmail.com 15

16 SEGNALI DI ALIMENTAZIONE IN COMMUTAZIONE Sonda BLU: segnale sul pin 3 di IC2 (Liv.Ampl. 3,37v) Sonda VERDE: segnale Point B (RX) Sonda ARANCIO: segnale Point A (TX) Dopo l ottimizzazione IW4ELL Dario Guidetti guidar99@hotmail.com 16

17 ADATTAMENTO LINEE IN E OUT PRESTAZIONI AL MOMENTO OTTENUTE Guadagno in RX: circa 10 db Guadagno in TX: circa 10 db con Pin 17dBm (27dBm) IW4ELL Dario Guidetti guidar99@hotmail.com 17

18 TEST EFFETTUATI -Il dispositivo, attualmente, è installato sulla tratta Marcon-Montello (circa 34 Km). - Per ora è montato solo a Marcon. - Funziona correttamente da novembre 2003 (test a freddo superato). - Abbiamo notato che il suo inserimento ha reso la connessione più fluida (le richieste Ping verso l AP del Montello non subiscono più interruzioni). IW4ELL Dario Guidetti guidar99@hotmail.com 18

19 COME MIGLIORARE L AMPLIFICATOREL Potenziare gli SWITCHES (sono al limite con 27dBm). Sostituire l integrato amplificatore (almeno 2w). Proteggere l ingresso e filtrare l uscita. Migliorare il piazzamento componenti e lo sbroglio. Ottimizzare L assemblaggio SCHEDA-CONNETTORI-SCATOLA METALLICA per garantire una massa ed una schermatura ottimale. COME SEMPLIFICARE L AMPLIFICATOREL Vista la difficoltà che abbiamo trovato nel reperire alcuni componenti, si potrebbe sperimentare una versione che utilizzi componentistica di largo consumo. Le zone dove intervenire sono molte: - Switch (in alternativa diodi PIN?). - RF Detector (alternativa diodo rilevatore?). - Integrato amplificatore e preamplificatore. Naturalmente occorre valutare tutte le soluzioni ed accettiamo volentieri qualsiasi suggerimento e collaborazione. IW4ELL Dario Guidetti guidar99@hotmail.com 19