Złącze antenowe plus antena wbudowana - jak połączyć.

Mam radio na układzie SI4688, do którego mam podpiętą antenę w postaci drutu o długości 1/4 fali dla FM. Ta antena musi być podłączona do układu na stałe z przyczyn technicznych. Chciałbym jednak aby w przypadku słabego sygnału dało się podłączyć inną antenę po kablu koncentrycznym.
Pytanie:
Jak najlepiej to zrobić, tak aby odcinek kabla koncentrycznego zakończony złączem antenowym, w przypadku nie podłączenia zewnętrznej anteny, jak najmniej niekorzystnie wpływał na odbiór z anteny wbudowanej?

Testowałem coś takiego:




Dzięki kondensatorowi C3 wpływ koncentryka jest niewielki ale nadal znaczący przy odbiorze niektórych stacji. Jeszcze popróbuję z innymi wartościami C3 i umieszczeniem w innym miejscu np. między L1 a C1.

Jeśli ktoś ma jakieś pomysły lub gotowe rozwiązanie mojego problemu to proszę o podpowiedź.

Z góry dzięki.

Kalvis wrote:

Ta antena musi być podłączona do układu na stałe z przyczyn technicznych.

Konkretnie to czemu?

Antena ta jest w daszku kabiny prysznicowej. Po zamontowaniu wszystkiego nie ma praktycznie możliwości dojścia do urządzeń. I tak najlepiej by było jakby zostało. Jednak antena wbudowana jest czasem niewystarczająca.

Dzisiaj zrobiłem test z podpięciem kondensatora C3 przed C1 i uzyskałem to co chciałem. Wpływ wiszącego koncentryka jest minimalny.
Nadal nie wiem czy jest to najbardziej optymalne rozwiązanie więc tematu nie zamykam.
Czekam na inne propozycje lub jakieś objaśnieni teoretyczne bo wiedzy mi w tym temacie trochę brakuje,

Kalvis wrote:

Antena ta jest w daszku kabiny prysznicowej. Po zamontowaniu wszystkiego nie ma praktycznie możliwości dojścia do urządzeń. I tak najlepiej by było jakby zostało. Jednak antena wbudowana jest czasem niewystarczająca.

Jak nie ma możliwości dojścia to jak podłączysz antenę zewnętrzną?

Kalvis wrote:

Dzisiaj zrobiłem test z podpięciem kondensatora C3 przed C1 i uzyskałem to co chciałem. Wpływ wiszącego koncentryka jest minimalny.
Nadal nie wiem czy jest to najbardziej optymalne rozwiązanie więc tematu nie zamykam.

Nie jest optymalne, a ten wiszący koncentryk może w niesprzyjających warunkach za pułapkę falową robić.

Kalvis wrote:

Czekam na inne propozycje lub jakieś objaśnieni teoretyczne bo wiedzy mi w tym temacie trochę brakuje,

Wyprowadź wejście z urządzenia kawałkiem koncentryka zakończonym gniazdem, do tego gniazda podłącz antenę wbudowaną kawałkiem koncentryka lub antenę zewnętrzną dłuższym odcinkiem koncentryka.

Quote:

Jak nie ma możliwości dojścia to jak podłączysz antenę zewnętrzną?

Wyjście będzie możliwe że na daszku. To już zależy.

Quote:

Nie jest optymalne, a ten wiszący koncentryk może w niesprzyjających warunkach za pułapkę falową robić.

Jakie zagrożenie dla układu stwarza pułapka falowa?

Quote:

Wyprowadź wejście z urządzenia kawałkiem koncentryka zakończonym gniazdem, do tego gniazda podłącz antenę wbudowaną kawałkiem koncentryka lub antenę zewnętrzną dłuższym odcinkiem koncentryka.

Ten wariant mam mocno przetestowany. Okazuje się, że jakikolwiek kawałek koncentryka, który przedłuża antenę z kawałka drutu, który z kolei znajduje się wewnątrz pomieszczenia ze słabym sygnałem radiowym, oznacza bardzo duże straty sygnału. A ten i tak w pomieszczeniu jest bardzo słaby.
Testuję to w warunkach bardzo kiepskich: budynek z aluminiowych profili, otoczenie lasów antena w głębi pomieszczenia.

Kalvis wrote:

Jakie zagrożenie dla układu stwarza pułapka falowa?

Takie że będzie tłumić sygnał z anteny wykonanej z kawałka drutu.

Kalvis wrote:

Ten wariant mam mocno przetestowany. Okazuje się, że jakikolwiek kawałek koncentryka, który przedłuża antenę z kawałka drutu, który z kolei znajduje się wewnątrz pomieszczenia ze słabym sygnałem radiowym, oznacza bardzo duże straty sygnału. A ten i tak w pomieszczeniu jest bardzo słaby.

Dopasowanie 75-omowego koncentryka do wejścia układu masz w/g sugestii dostawcy układu?

Sposób przeprowadzenia strojenia i dopasowania Front End jest opisany w AN851 od Silicon Labs. Nie mam niestety generatora oraz analizatorów jakie są wymagane w tym procesie więc po prostu zrobiłem masę pomiarów porównawczych z różnymi wartościami elementów tak aby uzyskać jakieś zmiany. tym sposobem dobrałem elementy.
Różnica względem schematu z góry jest taka, że zmieniłem kondensator C1 z 32p zalecanych na 8,2p. Ta zmiana poprawia mi odbiór i możliwość strojenia (krzywe na wykresie strojenia z AN851 przesunęły się w prawo). Dopiero wtedy można było zobaczyć punkt rezonansu. Bez tego wykres ten był mocno rozciągnięty. Spowodowane to było małym wpływem pojemności strojącej (max 32pF) na całkowitą pojemność obwodu LC.

Te rozważania jednak chyba w innym temacie można by rozwinąć. Nie chce mieszać tych dwóch spraw. Chętnie założę taki temat bo mam w tej kwestii wiele pytań.

Taki układ nie ma prawa funkcjonować jako dopasowanie impedancyjne, bo część równoległa ze schematu to trap na częstotliwości DVB-T, który na częstotliwości UKF nie gra żadnej roli w tym układzie. Druga część szeregowa na górny UKF w pewnym zakresie częstotliwości przenosi impedancję anteny wprost do układu jak 1:1. I tylko ta część obwodu bierze udział w odbiorze UKF. In. słowy rezonanse obu gałęzi są nadto oddalone od siebie i nie kolidują ze sobą w ogóle.

Dlatego, jeżeli ten dipol pracuje poprawnie, to można przyjąć, że zwykły rozgałęźnik TV spełni swoją rolę.

@Hektar Zahler: Układ jaki zamieściłem pochodzi z noty aplikacyjnej AN851. Elementy L1 i C2 są opcjonalne i w praktyce nie zauważyłem ich znaczącego wpływu na siłę i jakość sygnału. To czego nie widać to to, że kondensator układu rezonansowego LC z cewką L2, jest schowany w układzie SI4688. Kondensator C2 ma niewielki wpływ na wypadkową pojemność obwodu rezonansowego.

Mam jeszcze jedno pytanie: czy dopasowanie do 75 Ohm układu wejściowego ma znaczenie gdy używam jako anteny wyłącznie kabla 1/4? Bez żadnego koncentryka po drodze.

Widzę, że usilnie chcesz to wiedzieć, ale tak czy inaczej to dalej niekompletny obwód dopasowania.



Zamienię teraz miejscami wejście i wyjście.
Niech wejście zasilone będzie z dipola o impedancji znamionowej 75Ω, zależnej od jego długości.
Skracając dipol jego impedancja rośnie, a wydłużając maleje - w obu przypadkach na obciążeniu 75Ω moc sygnału spada.

Wyobraź sobie, że układ dopasowania jest teraz tłumikiem z rezystorów w analogicznym układzie typu T, dlatego aby (wskutek zmian w impedancji anteny) skompensować spadek napięcia cewki należy skorygować wartość kondensatora na wejściu. Jednakże, co poprzez analogię do tłumika z rezystorów bardzo łatwo wyliczyć na jakimś kalkulatorze, aby wartość napięcia na obciążonym wyjściu pozostała bez zmian, to trzeba zarówno skorygować wartość drugiego kondensatora.

Dopiero taki "dostrajalny" z obu stron, tj. wejścia i wyjścia, można nazwać potocznie skrzynką antenową.

Mniej więcej tak to działa.

Drugiej części pytania odnośnie kabla 1/4 sory nie rozumiem.

Chyba jednak problem przede wszystkim tkwi w zakłóceniach. PCB do poprawki będzie.

Mam jeszcze jedno pytanie. Czy ta antena potrzebuje symetryzatora?


Jest w dwóch wersjach, ale różnią się tylko zakończeniem. W opisie nie ma nic o impedancji niestety.

To teraz nie wiem czy chodzi Tobie o dopasowanie czy filter.

Przejrzałem ibeja i muszę określić obwody wejściowe tych zaczipowanych tjunerów najmniej jako nieporozumienie.
(chyba, że o czymś ja nie wiem - co one tam w sobie mają)

Kalvis wrote:

Chyba jednak problem przede wszystkim tkwi w zakłóceniach.

Nie znam się na tym aż tak i nie wiem do czego skośni są zdolni w tej swojej miniutaryzacji.

Ale..

Jeżeli czip nie filtruje sobie wzmacniaczy, to będą pojawiać się interferencje.
Szczególnie chodzi niskie częstotliwości.
Wszelkie zakłócenia przemysłowe i harmoniczne.
I ciekawostka w grę wchodzi detekcja pola 50Hz sieci energetycznej.

Zobacz jak elegancko wygląda BPF "głowicy" (czy jak to tam nazwać) FM radia samochodowego.



Ch-ka S12 zdjęta właśnie z realnego modułu - rezonans 98 MHz pasmo 60-130 MHz przy tłumienności -3dB.
Widać, że krytyczne są niskie (oznaczyłem ΔM) w odstępię aż 24dB - to bardzo dużo.
Chodzi dokładnie o to, co wyżej.

Egzemplarz testowy z radia i ten z ibeja - w kwadracie na niebiesko.



Czipy te same Si4703.

Dodano po 5 [minuty]:

Co do symetryzatora, może on jest schowany-zintegrowany w gniazdku, to zmierzysz miernikiem.



Być może tak.

Chodzi o t że ja sam nie wiem o co chodzi . Wiem tylko, że radio na tym module złożone przeze mnie działa sporo gorzej niż radio w telefonie. I niestety to jest wyznacznik, chociaż wiadomo że w telefonach raczej jest jakiś lepszy chip do tego wykorzystany.
Niedługo porównam inne moduły oraz wykonam płytkę ewaluacyjną od Silicon Labs to może coś się wyjaśni.

Co do jakości radia w samochodzie to chyba też gorzej wypada w trudnych warunkach niż to w telefonie.
Ten egzemplarz testowy to z jakiego radia? Może bym jakieś uszkodzone zakupił i porównał.

Radio to nazywa się PY-8228U.

Otóż wyjaśniam, że aby filtr taki miał rację zastosowania, to musi być obciążony impedancją charakterystyczną dla niego.
Z obu stron tak samo - w przeciwnym razie ch-ka filtru idzie się rypać.

Dipol półfalowy teoretycznie tyle ma ile trzeba 75Ω, więc tak jak mówiłem idzie zastosować zwykły rozgałęźnik TV.
Ale z wyznaczeniem impedancji czipa to nie jest tak hop siup.

Chwilowo pożyczyłem miernik LC i wartości elementrów nie podam.

Dzięki wszystkim za odpowiedzi. Trochę się dzięki wam dokształciłem w temacie.

Jednak okazuje się, że źródłem problemów jest przede wszystkim zły projekt PCB i wykorzystanie niewłaściwych komponentów. Odkryłem to przypadkiem, podłączając moduł z RDA5807. Dopóki nie podłączyłem go do wzmacniacza było bardzo dobrze. I to bez dodatkowych elementów filtrujących i front-end. Wzmacniacz jest w klasie D.
Czyli wszystko można podsumować jednym zdaniem: Układy radiowe są wrażliwe na zakłócenia, więc całość musi być zaprojektowana bardzo drobiazgowo pod względem EMC.

Moduł z RDA5807 miałem podpięty na kabelkach zgodnie z podstawową konfiguracją a działał tak dobrze jak radio w telefonie . Niestety nie mogę zamieścić zdjęcia tej prowizorki, ale inni podłączają to w podobny sposób. Zdawać by się mogło, że w takiej konfiguracji osiągi będą gorsze niż na pełnym PCB. W tym przypadku jest jednak inaczej.