Радио дизайн: Радио-Дизайн
|
|
.jpg)
Выпуск №1 1993 «Радио-Дизайн»Российский дизайн выступает на радио
Совместный проект радио «Культура» и Московского музея дизайна «Говорит дизайн» задуман как серия интервью с лучшими представителями этой многоликой профессии, кураторами и коллекционерами, которые ведут директор музея Александра Санькова и ее заместитель Ольга Дружинина.
Музей дизайна возник в 2012 году, за это время провел десятки выставок как в России, так и за рубежом, сейчас базируется в Новой Третьяковке. В коллекции музея находятся лучшие образцы отечественного дизайна — от авангарда до наших дней, как массового производства, так и уникальных разработок.
Юрий Долматовский, Александр Ольшанецкий и другие (ВНИИТЭ). Такси. 1964. Фото: Московский музей дизайна
Перспективное такси (Такси ВНИИТЭ)
Дизайнеры Юрий Долматовский, Александр Ольшанецкий и другие
Всесоюзный научно-исследовательский институт технической эстетики (ВНИИТЭ)
1964
Специальный автомобиль для таксомоторной службы представлял собой маленький автобус — надежный, компактный, вместительный. Дизайнеры перенесли двигатель из передней в заднюю часть автомобиля. Такой подход дал ряд преимуществ: улучшилась обзорность, маневренность, упростилась парковка. Но самое главное — увеличилось внутреннее пространство, и багаж теперь размещали в салоне. Раздвижную, а не распашную дверь оснастили электрическим приводом. Водитель мог открывать и закрывать ее, не выходя из машины. Для удобства посадки и высадки с багажом, детской или инвалидной коляской в автомобиле был понижен уровень пола.
Было изготовлено два опытных образца такси. В течение месяца они работали на московских улицах. Но в массовое производство автомобиль так и не был запущен. Его 3D-модель, созданная по чертежам из архива ВНИИТЭ, находится в собрании Московского музея дизайна.
Автор неизвестен. Кресло. 1960-е годы. Фото: Московский музей дизайна
Кресло
Дизайнер неизвестен
1960-е годы
Кресло из коллекции Московского музея дизайна — характерный пример советской мебели 1960-х годов. В эти годы стилистика мебели изменилась, что в первую очередь было связано с массовым строительством малогабаритных квартир, в которые массивные столы и высокие книжные шкафы не помещались. Новая стилистика возникла во многом под западным влиянием: в период хрущевской оттепели открывались выставки европейского и американского дизайна, появились иностранные журналы, например «Америка» и Domus. Эталоны определялись и регулярно проводимыми конкурсами-выставками мебели.
Сиденье кресла занижено, чтобы над ним было больше пространства и низкие потолки хрущевок не «давили» на голову сидящего человека. Деревянные подлокотники и наклоненные под небольшим углом конические ножки — признаки стиля, который часто называют «модернизм середины века» (mid-century modern, на Западе он появился в 1950-е, а в Советский Союз пришел в 1960-е). Ножки и подлокотники сделаны из массива дерева и покрыты лаком, в этот период почти не использовали ДСП и искусственные материалы. Обивку делали из прочной, легко чистящейся ткани. Предполагалось, что мебель должна быть практичной и служить долго. Изменилась и цветовая гамма. Пестрые орнаменты, которые неплохо смотрелись в больших пространствах, не подходили для маленьких комнат — им на смену пришли яркие локальные цвета.
Никита Коптелин, Александр Попов (ВНИИТЭ). Снегоход. 1979. Фото: Московский музей дизайна
Снегоход 1980-Е
Дизайнеры Никита Коптелин, Александр Попов
Всесоюзный научно-исследовательский институт технической эстетики (ВНИИТЭ)
1979
В конце 1970-х годов дизайнеры ВНИИТЭ одними из первых в мире предложили использовать снегоходы с закрытой кабиной. Основная задача конструкторов заключалась в том, чтобы сделать этот способ передвижения максимально комфортным.
Впервые снегоход стал теплым. Закрытая кабина позволяла перемещаться с большей скоростью, обеспечивала безопасность и удобство, решала проблему звукоизоляции. Перенос мотора из передней в заднюю часть снегохода позволил снизить уровень шума, увеличить пространство внутри кабины, улучшить видимость и управляемость. Дизайнеры предложили использовать стеклопластик вместо стали — впервые для такого вида транспорта. За счет этого можно было избежать коррозии, возникающей в результате повреждения поверхности о снег и ветви деревьев.
Подобно «Ниве», признанной первым удобным внедорожником, снегоход 1980-Е должен был стать первым комфортным зимним видом транспорта.
Дмитрий Кочугов, Андрей Мещанинов, Татьяна Павлова и другие (ВНИИТЭ). Дизайн-программа «Вторичные материальные ресурсы». 1979–1985. Фото: Московский музей дизайна
Дизайн-программа «Вторичные материальные ресурсы» (ВТОМАР)
Дизайнеры Дмитрий Кочугов, Андрей Мещанинов, Татьяна Павлова и другие
Всесоюзный научно-исследовательский институт технической эстетики (ВНИИТЭ)
Впервые проблемой загрязнения окружающей среды в СССР обеспокоились в конце 1970-х годов. На тот момент система сбора и вторичной переработки отходов работала плохо и практически весь мусор отправлялся на полигоны захоронения. Программа ВТОМАР должна была решить эту проблему.
Дизайнеры начали работу с анализа всего процесса: как мусор из разных источников его образования перемещается к месту сборки, транспортируется до места переработки и потом до потребителя. Полученные результаты — информация о различных ситуациях накопления, сбора, транспортировки, хранения вторичных ресурсов — были представлены в виде рисунков и схем. На их основе специалисты разработали многочисленные варианты необходимого оборудования: накопительные емкости, контейнеры, вспомогательные устройства фиксации, переноски и перевозки, одежду сотрудников службы ВТОМАР, фирменный стиль.
В 1985 году дизайн-программа ВТОМАР была опробована в молдавском городе Бельцы. Это был эксперимент по сбору макулатуры. Он прошел успешно, но, к сожалению, остался единственной попыткой применения нового подхода. Ни образцов униформы, ни контейнеров, ни рекламной продукции не сохранилось. Остались только фотографии, которые сейчас находятся в архиве Московского музея дизайна.
Дмитрий Азрикан, Алексей Колотушкин, Игорь Лысенко, Марина Михеева, Елена Рузова и другие (ВНИИТЭ). СФИНКС (СуперФункциональный ИНформационно-Коммуникационный комплекС). 1986. Фото: Московский музей дизайна
СФИНКС (СуперФункциональный ИНформационно-Коммуникационный комплекС)
Дизайнеры Дмитрий Азрикан, Алексей Колотушкин, Игорь Лысенко, Марина Михеева, Елена Рузова и другие
Всесоюзный научно-исследовательский институт технической эстетики (ВНИИТЭ)
1986
Телерадиокомплекс СФИНКС — это система для получения информации от всех домашних устройств и управления ими. В комплекс входили колонки, наушники, дисплеи, несколько пультов управления, диски и процессор. Проект — предшественник «умного дома».
Дизайнеры предложили удобный и функциональный интерфейс будущей единой системы. Вся работа по приему, записи, хранению и раздаче информации осуществлялась центральным процессором с универсальным запоминающим устройством. Чтобы человек мог коммуницировать с домом всегда и везде, дизайнеры предложили использовать три типа датчиков. Первый — аналог современных «умных часов», второй — датчики, размещенные непосредственно в жилом пространстве, третий — находящиеся в автомобиле. Информацию планировали передавать с помощью радиосигнала, по кабельным каналам и телефонным сетям.
Потенциальные возможности СФИНКСА были огромны. Например, солнечные очки могли бы превращаться в дисплей, показывающий интересующую пользователя информацию. Что касается визуального решения, то оно очевидно имеет сходство с будущей продукцией компании Apple. Проект остался на стадии прототипа. Его точная 3D-модель находится в собрании Московского музея дизайна.
Игорь Гурович. Плакат для культурного центра «Дом». 2011. Фото: Московский музей дизайна
Плакаты для культурного центра «Дом»
Дизайнер Игорь Гурович
1999–2020
По мнению многих критиков, именно плакаты для культурного центра «Дом» принесли Игорю Гуровичу популярность художника-графика.
За годы работы «Дома» дизайн-бюро Ostengruppe, сооснователем которого был Гурович, сделало более 700 плакатов. Некоторые из них получили международные награды. Но самое главное, в них дизайнеру удалось создать уникальный стиль, идеально соответствующий свободной, экспериментальной атмосфере культурного центра. Стиль по гамме близок к советскому авангарду 1920-х годов с его использованием ограниченного количества цветов (в основном красный, белый, черный), а по форме — к современному искусству, особенно к Жан-Мишелю Баскиа по экспрессивности и нарочитому несовершенству форм.
Среди других проектов Игоря Гуровича — оформление Московского международного кинофестиваля, «Кинотавра», разработка фирменного стиля олимпийской сборной России.
Виктория Андреянова. Форма для компании «Российские железные дороги». 2007. Фото: Московский музей дизайна
Форма для компании «Российские железные дороги»
Дизайнер Виктория Андреянова
2007
«Серьезный, зрелый, тяжелый проект» — так назвала Виктория Андреянова, один из немногих российских дизайнеров, известных и в нашей стране, и за ее пределами, сотрудничество с РЖД. Ее модный дом Victoria Andreyanova существует уже почти 30 лет. Виктория Андреянова не только шьет одежду для знаменитостей — она разработала дизайн униформы для «Аэрофлота», Московского метрополитена и сотрудников Третьяковской галереи.
В проекте для «Российских железных дорог» модельеру пришлось и участвовать в конкурсе, и отстаивать свою концепцию перед вице-президентами компании. Они настаивали на темно-синем цвете, а Андреянова предложила серый с красным вариант (в синий она уже переодела главного авиаперевозчика и не хотела повторяться). Руководство РЖД согласилось, а через некоторое время в этот цвет перекрасили все поезда.
В коллекции одежды для сотрудников РЖД легко узнать главные черты бренда: минимализм, функциональность кроя, внимание к деталям и высокое качество. Один из комплектов Виктория Андреянова передала в коллекцию Московского музея дизайна.
Сергей Смирнов (компания SmirnovDesign). Дефибриллятор AXION. 2012. Фото: Московский музей дизайна
Дефибриллятор AXION
Дизайнер Сергей Смирнов
Компания SmirnovDesign
2012
Сергей Смирнов — промышленный дизайнер с 20-летним стажем, основатель и генеральный директор SmirnovDesign. Его компания, один из лидеров этой отрасли в России, много занимается разработкой медицинского оборудования.
К дизайну медтехники предъявляют особенно серьезные требования. В интервью и лекциях Смирнов говорит, что в этой сфере хороший дизайн может спасти жизнь. Так, дефибриллятор может «вытащить человека с того света», а если врачу неудобно с ним работать, теряются необходимые для спасения жизни секунды. Прежде чем проектировать прибор, дизайнеры наблюдали за работой врачей с подобными устройствами и в похожих условиях. В результате родилось оптимальное решение и с эстетической, и с эргономической точек зрения: компоновка прибора, размещение внешних элементов, количество деталей. Например, электроды разместили на верхней плоскости прибора, и это упростило и ускорило процесс его использования в экстремальной ситуации. Чтобы быстрее и удобнее менять аккумулятор, его расположили на фронтальной плоскости.
Программа «Говорит дизайн» выходит на радио «Культура» еженедельно по пятницам в 18:05. Уже вышедшие программы можно послушать на странице.
Дизайн-субботник Seasons — Радио JAZZ
18 мая на Городской Ферме на ВДНХ пройдет X, юбилейный, весенний фестиваль Seasons of life — Дизайн Субботник. Организаторы придумали большую программу на весь день: с 11:00 до 22:00 вечера гостей фестиваля ждут лекции и мастерские, детская программа и инженерный цех с переработкой, свопы и балконные сейлы, музыка с винила, экскурсии и йога.
Лекторий
Большую, почти бесконечную программу лектория собирала креативный директор Дизайн-субботника Галя Ларина, экоактивист и создатель бренда Plasticdoom.
Всю программу лектория (найти самое интересное для себя можно здесь) она разделила на несколько тем — экология в быту, социальный бизнес, этичная мода, переработка мусора, здоровая еда, экология пространства и дизайн. Список спикеров внушительный, а темы выступлений далеки от общих рассуждений и направлены на все то, что связано с нашим повседневным выбором, и только работающие практики.
Основательница Charity Shop Даша Алексеева объяснит, как устроен социально-ориентированный бизнес. Так в ее Charity Shop вырученные с продаж вещей деньги перенаправляются в благотворительность, а совсем старые вещи не выбрасываются, но перерабатываются. Компания известна еще и тем, что предлагает работу людям, оказавшимся в непростой жизненной ситуации.
Шеф московского бутик-отеля «Рихтер» Ваня Дубков и фуд-активистка Ася Сеничева из Санкт-Петербурга в прямом диалоге обсудят отношение современного человека и брендов к еде и то, как эти непростые взаимоотношения можно наладить.
В разговоре о производстве одежды, второй по величине загрязняющей Землю индустрии, примут участие журналист и преподаватель принципов устойчивой моды и консультант брендов по переходу на сохранность ресурсов земли Ольга Джонстон-Антонова: основательница российской эко-ориентированной марки одежды GO Оля Глаголева и Юханн Никадимус, продвигающий традиционные русские техники создания головных уборов и одежды в контексте современного дизайна.
В лектории расскажут и о международном миллионном сообществе Precious Plastic, самом большом open source проекте, нацеленном на локальное решение проблемы
переработки пластмассового мусора. Здесь же координатор проекта «Люди вместе — мусор раздельно» Мария Малороссиянова, перевернувшая пару лет назад неповоротливую бюрократическую машину коммунальных служб, подскажет, как наладить раздельный сбор в своем доме и платить за ЖКХ меньше.
Со-основатель ARCHPOLE и «Клуба Промышленных дизайнеров» Константин Лагутин расскажет об использовании локальных ресурсов, а звуковой художник, сооснователь архитектурного бюро «СХЕМА» Андрей Свиридов — о том, как подготовить пространство, чтобы сохранять внутреннюю тишину, пребывая во внешнем шуме.
Основатель австрийской компании Bioblo Штефан Фридрих поделится опытом создания экологичного продукта, куратор проекта «Дворулица» Алена Шляховая опишет возможное будущее спальных районов, а декоратор и флорист YOU’RUSSIA Наталья Бартон поговорит об озеленении.
Инженерный цех
В инженерном цехе можно будет понаблюдать за переработкой стекла, бумаги и пластмассы. Мы узнаем, как делают бумагу из старой макулатуры и работают со вторсырьем, и сами сделаем абажуры для ламп. Из стеклотары будем создавать вазы, а еще посмотрим за полным циклом работы с пластмассовыми отходами: от идентификации типа, разбора состава до производства новых полезных вещей. Мастера изготовят пластиковую крошку с помощью шреддера, сделают из неё тягучую нить и кашпо для растений. В инженерном цехе можно будет посмотреть на весь процесс трансформации; спросить, узнать, вдохновиться, а потом прийти домой и начать относиться к отходам чуть более осознанно.
Ресайкл-мастерские
Коллажи, папье-маше, ручная набойка ткани, аппликации из джинсов, вязание авоськи, озеленение балкона, перекрашивание одежды — всему этому целый день будут учить приглашенные мейкеры. Мы создадим коллаж-мудборд и подсвечники из битого кирпича и из стеклянных банок. Сделаем животных из гофрокартона, сплетем макраме
и венки, дадим вторую жизнь фестивальным баннерам и сделаем из них кошельки, а из старых джинс — магнит. А еще проведем мастер-класс по проектному подходу в творчестве и возьмем уроки флористики. Расписание всех мастер-классов можно посмотреть тут.
Любимые дети
В мастерских Seasons детям дадут полную свободу и волю придумывать всё подряд: изобретать велосипед из старых коробок, мастерить маски невиданных зверей, воображать себя любым героем, имея в арсенале совсем простые инструменты, ведь самые лучшие игрушки — это совсем не те, что смотрят с витрин разноцветного пластмассового мира. На фестивале Seasons будет и любимый всеми «детский маркет» – на этот раз на нем можно будет продавать рассаду.
В программе — флористическая мастерская на летней веранде Chanel, где дети будут собирать венки, бутоньерки или браслеты из нежных цветов, импровизационный оркестр, возможность снять фантастический мультфильм в технике стоп-моушн; швейная мастерская Первого детского ателье, где под чутким руководством дизайнера будут придумывать и создавать новые наряды куклам и игрушкам, программа Большого фестиваля мультфильмов и мастер-класс для детей от тренера по парфюмерии Chanel Владимира Островского, который расскажет, где прячутся пять чувств, как работает обоняние и как описать аромат; Здесь же мы будем готовить весенние венки из ветвей, соломы, бусин и цветных лоскутков, делать вместе принты на сумках из заранее заготовленных штампов, чтобы потом забрать их с собой, создавать дизайнерские блокноты с помощью деревянных литер и типографской краски и заниматься аппликацией.
Свопы
На «балкон сейле» можно будет обменять любимые, но ненужные вещи на что-то новое приглянувшееся. Тут же пройдет и «своп» растений – приносите и меняйтесь своими зелеными питомцами – у них появится новый дом, а у вас – новый друг. Обновляем дом к лету, а своим вещам даем новую жизнь.
Концепт-маркет
Тема концепт-маркета на Дизайн-субботнике – вещи, сделанные из вторично переработанных материалов и коллекции российских дизайнеров, которые ответственно подходят к своему делу: выбирают качественное сырье, производят вещи на локальных производствах, создают рабочие места, дают работу людям с ментальными особенностями.
Посуда, предметы интерьера и украшения Sklarna из листового стекла и вторсырья: бутылок, банок, бокалов с отломанными ножками и стаканов со сколами; красивейшие сумки и аксессуары для дома, созданные из небольших обрезков мебельных или кожевенных производств AN.KHA; термокружки, ланч-боксы и бутылки для воды из безопасного пищевого пластика DesignBoom, а еще сотни вещей и предметов интерьера, созданных из натуральных тканей вручную или на небольших местных производствах.
Их везут на фестиваль небольшие, молодые и красивые бренды со всей России. А интернет-магазин экологичных товаров для дома и жизни Followeco представит известные зарубежные бренды и необычные благотворительные проекты, производящие предметы интерьера.
На фестивале по традиции можно будет приобрести симпатичные вещицы, подготовленные важными фондами и социальными организациями: производственным предприятием для людей с инвалидностью «Артель Блаженных», мастерской «Мастера и Маргарита» для подростков с аутизмом и Фондом «Плюс Помощь Детям», объединяющий врачей, реабилитологов и волонтёров, чтобы помочь малышам от рождения до трех лет справиться с тяжёлыми заболеваниями.
Музыка и чистые мысли
Саундтреком фестиваля станут ремиксы со старых виниловых пластинок. Играть для гостей будут автор и вокалист проекта «Ижевика» Роза Фа, диджей Лева Жицкий (Koyil) и известный коллекционер винила и контрибьютор New New World Radio Эмиль Мирзоев (SoulPraise).
В течение фестивального дня будем заниматься йогой на зеленых лужайках и узнаем, как устроить себе диджитал детокс.
Экскурсии по ВДНХ
ВДНХ с детства знакомое место, которое мы часто ассоциируем с центральной аллеей, павильоном «Космос» и фонтаном «Дружба народов». Но здесь появилось столько всего нового. Например, ставшая новым домом Seasons «Городская ферма»— эко-деревушка с альпакой, енотами, козами и гусями, садами и скверами, с растениями и деревянными дорожками над водой. Вместе с экскурсионным бюро ВДНХ во время фестиваля можно будет пройтись по тайным местам главной выставки страны и выйти за пределы туристических маршрутов.
Квест по 5 чувствам
Организаторы фестиваля подготовили большой семейный квест #feelaustria. Его тема— наши чувства. 5 точек — 5 чувств: увидеть красоту Зальцбургского края, услышать мелодии родины Моцарта, почувствовать благоухание Каринтии, попробовать на вкус традиционные угощения и испытать комфорт австрийского транспорта.
В конце квеста каждого участника ждет небольшой подарок.
Дизайн-студия Адекватные люди — Пора пора по радио
Пора пора по радио / 2014
Мы создадим ролик, который привлечет внимание вашего покупателя, а не члена жюри Каннского фестиваля. Впрочем, если член жюри — ваш покупатель, мы напишем ролик и для него.
Поэтому ваш ролик будет: а) оригинальным, б) релевантным, в) продающим.
Мы можем это организовать. И у вас будет настоящий корпоративный джингл или гимн. И никаких заморочек с РАО* (см. раздел «Авторские права»). Петр Ворпулев пишет музыку 20 лет. Вот, например, джингл, который Петр придумал для Центра медицинского фитнеса «5 Океан»:
Мы можем сочинить аудиоролик в формате выбранной радиостанции, а также для локальной трансляции в ТЦ, ТРК, ТРЦ или других местах повышенного скопления граждан. Мы сочиним для вас аудиологотип, джингл, создадим любое звуковое оформление.
Вот, например, ролики, которые рекламировали семгу в новой упаковке для «РОК-1» в гипермаркетах города:
Практика показывает, что записывать ролики лучше у специалистов, знакомых с нюансами трансляции того или иного канала. Но если вы настаиваете, то мы сами запишем ролик на одной из студий-партнеров.
Мы гибкие. Эрудированные. Разносторонние. И! Адекватные люди.
Оптимальный хронометраж ролика составляет 30 секунд. За это время* вполне возможно:
— привлечь внимание целевого слушателя
— сообщить слушателю нечто очень важное
— произнести как заклинание: бренд, бренд, бренд
— произнести как заклинание: call-to-action (хотя бы 2 раза)
— превратить слушателя в заинтересованное лицо.
Вот приблизительно так:
*Ну, не совсем за это время.
Ролики следует употреблять курсом: например, две недели, по три раза в день.
Гражданин, слушающий радио, терпеливо ждет, когда закончится рекламная пауза.
Если пауза затянется, гражданин будет раздражен. Следовательно, ваш бренд вызовет раздражение. А этого допускать нельзя. Ведь ваша компания — гарант счастья.
В полминуты помещается ровно столько информации, сколько может выдержать расслабленный ум потребителя, жмущего 120 по КАД. Не устояв перед искушением записи минутного ролика, вы не устоите и перед искушением впихнуть в ролик максимум лишней информации. Тем самым, вы запутаете и рассердите потребителя. Посмотрите, сколько информации поместилось в тридцатисекундный ролик, рекламирующий Renault Laguna:
Минута стоит дороже 30 секунд. Эффект от минуты редко превосходит эффект от 30 секунд. Элементарное знание арифметики поможет найти зависимость.
Почему не 20 или не 40 секунд? Потому что есть понятие рекламного блока, регламентирующего длительность всех роликов: 15, 30, 45 или 60 секунд.
В комплект к ролику в 30 секунд целесообразно добавить 15-секундную нарезку.
После того, как пройдет частичная ротация вашей 30-ти секундной бомбы, слушатель будет легко ее идентифицировать, поэтому от ряда деталей можно избавиться.
«Под нож» обычно отправляются предисловия, диалоги, эмоциональные, но не перегруженные информацией лозунги, первые строчки стихов и песен.
«Жить» остаются ключевые фразы, последние строчки стихов и песен, обобщающие слоганы, адреса и телефоны явок.
Как считать хронометраж, если у вас нет часов с секундной стрелкой (случай из разряда фантастических): посчитайте все слова больше трех букв. Длинномерные (как это) слова считаются за два слова. 911, 812, 295 тоже считаются за два слова. Результат делим на два. Должно получиться не больше 120 слов. Это минутный ролик.
1. Советы, предложения зайти, присмотреться, попробовать что-либо — любая неопределенность не для вас.
Прочь сомнения! Задача вашего ролика — продемонстрировать необходимость товара/услуги. И да, к клиентам не стоит льстиво подлизываться. Как говорил Огилви: «Клиент не идиот, он ваша жена».
2. Несмотря на то, что быстро говорящий диктор излучает больше уверенности и воспринимается лучше, надо устоять перед искушением набить ролик информацией до отказа.
Пусть в нем будет немного «воздуха». Не путайте слушателя.
3. УТП должно быть одно.
И только одно. Никаких: «а еще мы вышиваем крестиком»!
4. Название бренда должно звучать несколько раз.
Никаких указательных местоимений вместо имени бренда.
5. Еще в 8-м классе общеобразовательной школы устами Пушкина Пророк приказывал «глаголом жечь сердца людей».
+100500. Приходи. Бери. Наслаждайся. Гордись.
6. Ролик — тот же аудиоспектакль.
На него распространяются законы драматургии.
Вот, например: и авторская песня, и глаголы, и бренд, бренд, бренд. Металлопластиковые окна компании «Викона»:
7. Оригинальность — хорошо, а банальность — плохо.
Это от Маяковского.
8. Краткость, лаконичность, ситуативность.
А это от Чехова.
9. Ролику на пользу идут: художественные образы, личные местоимения, юмор.
Ролику на пользу не идут: клише, частица не, необоснованный пафос.
«Ими уже занимаются?». Образные ролики для Центра медицинского фитнеса «5 Океан»:
10. Числительные: цифры, числа, факты, конкретика — да, телефон — нет.
Числа можно использовать и в игровой форме, как для ролика оптики «Счастливый взгляд»:
11. Адрес лучше визуализировать:
«100 шагов от Кремля» или «Прямо на наш магазин указывает Ленин».
12. Каков IQ вашей ЦА?
Так вот, интуитивный IQ ролика = IQ ЦА — 10. Т.е., если вы обращаетесь к аудитории нобелевских лауреатов, то достаточно не умничать, а просто сказать, что «когда поля ульмотронов перекрываются, резонирующая поверхность лежит в фокальной гиперплоскости».
12. «Воробьев, почему вы любите красть карандаши?»
Так начинается учебник русского языка для американцев. А ведь хочется узнать, почему Воробьев крадет карандаши, не правда ли? Так и с роликом. Первая фраза должна увлечь слушателя. Ролик для Салона элитной оптики «Реноме»:
Если бы мы играли в игру «Ассоциации», то, не задумываясь, произнесли бы 10-15 терминов на тему радиороликов: звуки, шумы, спецэффекты, рычание, мычание, звонки, стихи, песни, диалоги, монологи, хор, оригинальная музыка, лицензионная подложка, джингл, заставка, герои, цитаты, диктор, актер, певец. Это уже сколько? Осталось выбрать ингредиенты и смешать их в разумных пропорциях. Тогда и получится ваше фирменное блюдо — аутентичный продающий ролик.
Самые опасные подводные камни радиоролика лежат в области авторского права. Цитаты из книг и фильмов, афоризмы, строчки песен и, разумеется, музыка — использование любого из этих элементов может повлечь за собой судебные иски от правообладателей. Любое произведение имеет автора. У автора есть дети, внуки, правнуки, короче, потомки правообладателя. В качестве подложки можно использовать народные произведения или шедевры, «осиротевшие» более 70 лет назад (это теперь «общественное достояние»), но! при условии, что вы сами (ваше РА) сыграете все партии на всех инструментах и представите справку от звукозаписывающей студии. Потому что песня «Калинка» — общественное достояние (хотя песня и не народная), а права на фонограмму «Калинки» принадлежат Краснознаменному ансамблю песни и пляски.
Писать собственную музыку. Это дешевле и полезней. Обращайтесь!
Для тех, кто категорически не приемлет для своей компании частную интеллектуальную собственность в виде аудиоэффектов, музыки и джинглов, существуют такие пути:
1. Записывать стихи или мелодию «в подражание».
Есть риск столкнуться интересами с РАО.
2. У большинства радиостанций есть лицензии на использование некоторых популярных треков.
Если вы хотите использовать лицензионный музыкальный фрагмент, то можете его приобрести. Выбор невелик. Гарантии сомнительны.
3. Логично выкупать права на использование чего-либо у правообладателей.
Это дорого. Подчас очень дорого.
И еще немного про радио: радио дешевле телевидения; радиореклама очень эффективна; в некоторых случаях радиореклама дает мгновенный результат; радио помогает слушателям включать воображение; радиореклама не раздражает слушателя… Словом, радиоролики совершенно необходимы. И самое главное — теперь вы знаете, куда обращаться!
Лиана Викулова / копирайтер
Референс дизайн программно-определяемого радио стандартов DMR, TETRA, APCO 25
Референс дизайн программно-определяемого радио стандартов DMR, TETRA, APCO 25. Предсерийный проект, разработанный по технологии Модельно-Ориентированного проектирования
labSDR – референс дизайн модульной носимой радиостанции на базе технологий программно-определяемого радио (SDR).
В состав модульной конструкции входят:
- Модуль трансивера (рис. 1) — основная часть радиостанции. Конструкция позволяет объединять несколько модулей трансивера между собой для
реализации одновременной работы нескольких стандартов связи в одной рации, а также реализовать систему с несколькими антеннами (MIMO) для повышения пропускной способности и надежности связи.
Модульная конструкция позволяет объединять несколько SDR в одну большую систему для разработки многоканальных систем как для «носимых радиостанций», так и для «возимых радиостанций». - Модуль усилителей и антенны — определяет рабочую частоту, мощность передатчика и чувствительность приемника. Имеет небольшую стоимость и может сменяться для изменения радиочастотных характеристик без изменения платы трансивера.
Доступные модули усилителей и антенны*
| Стандарт
|
Частотный диапазон, МГц
|
Выходная мощность (макс), Вт
|
| DMR
|
136-174, 400-470
|
5 Вт
|
| APCO 25
|
148 -173, 403-470
|
4 Вт
|
| TETRA
|
350-400, 380-430
|
1 Вт
|
| Универсальный (включает два диапазона)
|
135-175
350-470 |
5 Вт
|
* могут быть доработаны по требованию заказчика
- Модуль индикации и управления (передняя панель) – содержит дисплей и клавиатуру.
- Модуль аккумуляторов (задняя панель) – в зависимости от приложения варьируется емкость аккумуляторных батарей.
Используемая технология программно-определяемого радио позволяет задавать стандарт связи программным способом без изменения аппаратной части. Благодаря этому рация может работать в различных стандартах связи, например, TETRA, DMR, GSM, GSM-R, LTE, а также принимать навигационные сигналы GLONASS и GPS.
По сравнению с аналогичными цифровыми радиостанциями, используемыми для профессиональной связи, стоимость конечного изделия может быть снижена в два раза (600-700$ против 1300-1500$), при этом радиостанция имеет дополнительные преимущества, такие как универсальность, модульность и защищенность. Разработано в России.
Основные характеристики мобильной рации:
- Рабочий диапазон – 100МГц – 2200МГц
- Ширина канала – до 20 МГц
- Процессор – Zynq 7020 (ПЛИС + 2 ARM ядра)
- Оперативная память – 128 Мбайт.
- Реализации на базе SDR
- Вес – 250 г
- Габариты – 265 x 68 x 25 мм
- Разрешение экрана — 240 x 320
- Сенсорный экран — есть
- Операционная система – Linux
- Мощность передатчика – 1 Вт
- Чувствительность приемника – -110 дБм
- Работа без перезарядки – до 20 часов
Рисунок 1. Внешний вид рации
Рисунок 2. Структурная схема рации
Применение 1. Профессиональная радиосвязь в госсекторе и бизнесе:
- Чемпионат мира по футболу 2018.
- В аэропортах РФ, где есть проблема, когда в одном аэропорте используются два стандарта связи (TETRA и DMR), которые не совместимы между собой. Радиостанция на базе двух модулей трансивера позволит иметь рацию, одновременно работающую с обоими стандартами связи.
- Связь в структурах РЖД (поддержка стандарта GSM-R и TETRA)
- Структуры МВД, МЧС (ситуация, когда используются устаревшие аналоговые рации и цифровые тоже актуальна).
2. Возможно применение для нужд оборонной промышленности.
Состав базового передаваемого референс дизайна (DMR Tier2 Direct Mode):
1. Железо: платформа SDR (исходные файлы проектов):
a. Проект принципиальных схем/печатных плат.
b. Файлы для изготовления печатных плат (Gerber, NC Drill).
c. Список компонентов (BOM).
d. Модели корпуса и экранов/радиаторов, антенны.
e. Документация по конструкции, программам и тестированию.
2. Программная часть (открытые исходные коды и модели)
a. Исходные модели системы связи стандарта DMR в Simulink (Tier2 Direct Mode) – в открытом виде, пригодном для модификации, дополнений и переиспользования в других проектах, где требуется поддержка DMR или модифицированных, закрытых вариантов DMR.
i. Системная модель
ii. Модель для генерации кода HDL (для FPGA)
iii. Модель для генерации кода C (для ARM)
iv. Вспомогательные модели (управление периферией – звуком, клавиатурой и пр.)
v. Модели для проведения верификации на соответствие стандарту DMR
b. ВАЖНЫЕ Особенности: Модели поддерживают возможность быстрого переноса алгоритмов между платформами и элементной базой, за счет применения автоматизированного синтеза ЭКБ-зависимых кодов из ЭКБ-независимых моделей алгоритмов.
c. Исходные коды (HDL, C) стандарта связи DMR.
3. Образцы и услуги
a. Два тестовых образца рации для тестирования и демонстраций.
b. Сопровождение подготовки к серийному запуску.
Референс дизайн является полностью отлаженным проектом, готовым к серийному запуску. Оценочное время серийного запуска 2-3 месяца. В состав референс дизайна входит реализация стандарта связи DMR. В рамках дополнительных подрядных работ возможна реализация других стандартов связи (TETRA, GSM-R, LTE) на той же платформе. Среднее время реализации стандарта связи в рамках подрядных работ 3-6 месяцев. Также в рамках дополнительных подрядных работ возможна доработка дизайна под требования заказчика (например, разработка пыле-влаго-грязе-защищенного корпуса).
TETRA DMO System Toolbox
Данный программный продукт, разработанный в России, представляет собой готовый проект разработчика обеспечивающий портирование проекта по TETRA на любую элементную базу в рекордные сроки в связи с возможностью использования технологии автоматического синтеза кода из предварительно подготовленных алгоритмических моделей, входящих в состав данного набора.
Основные возможности
- Физический и MAC уровень стандарта TETRA DMO
- Генерация эталонных сигналов стандарта TETRA DMO для тестирования оборудования на соответствие стандарту
- Анализ трафика TETRA DMO, считывание MAC информации
- Моделирование целых систем TETRA DMO
- Генерация HDL и C кода из моделей TETRA DMO
- Связь по Ethernet c USRP оборудованием
- Возможна поставка с референс дизайном рации
В состав TETRA DMO System Toolbox входят следующие подсистемы:
Передатчик, физический уровень
- Формирователь кадров (burst)
- DQPSK модулятор
- Фильтр с характеристикой приподнятого косинуса (Raised Cosine Filter)
Приемник, физический уровень
- Фильтр с характеристикой приподнятого косинуса (Raised Cosine Filter)
- Подсистема корректировки сдвига несущей частоты
- Подсистема восстановления тактовой частоты
- DQPSK демодулятор
- Разборщик кадров (DLB Extractor)
Передатчик и приемник, нижний MAC уровень
- Логические каналы SCH_S, SCH_H, SCH_F, TCH_S1, TCH_24, TCH_48, TCH72, TCH_S2, STCh2, STCh3
- Блочные помехоустойчивые коды логических каналов
- Сверточные помехоустойчивые коды логических каналов
- Перемежители
- Скремблеры
Верхний MAC уровень
- Подсистема контроля состояния канала
- Подсистема организации случайного доступа к каналу
- Подсистема управления адресами
- Подсистема синхронизации
- Подсистема формирования сообщений передатчика
- Подсистема разборщика сообщений приемника
Уровень управления вызовами
- Управление вызовами
- Процессор коротких сообщений
- Сервисы вызовов (позднее подключение, приоритетный вызов и пр.)
Из всех моделей подсистем возможна генерация Cи кода, из подсистем физического уровня возможна генерация HDL кода. Интерфейсные модули позволяют соединять модели TETRA DMO с USRP оборудованием компании https://www.ettus.com/, что может использоваться для быстрого прототипирования, тестирования или анализа TETRA трафика. Модели могут поставляться с референс дизайном мобильной SDR рации.
Разработка сайтов, интернет реклама, продвижение сайтов, реклама на радио, дизайн, полиграфия : Разработка сайтов, интернет реклама, продвижение сайтов
Города где мы оказываем услуги по рекламе:
Москва, Санкт-Петербург, Новосибирск, Екатеринбург, Нижний Новгород, Самара, Казань, Омск, Челябинск, Ростов-на-Дону, Уфа, Волгоград, Красноярск, Пермь, Воронеж, Саратов, Краснодар, Тольятти, Ижевск, Барнаул, Ульяновск, Тюмень, Иркутск, Владивосток, Ярославль, Хабаровск, Махачкала, Оренбург, Новокузнецк, Томск, Кемерово, Рязань, Астрахань, Пенза, Набережные Челны, Липецк, Тула, Киров, Чебоксары, Калининград, Курск, Брянск, Улан-Удэ, Магнитогорск, Иваново, Тверь, Ставрополь, Белгород, Сочи, Нижний Тагил, Архангельск, Владимир, Смоленск, Курган, Волжский, Чита, Калуга, Орёл, Сургут, Череповец, Владикавказ, Мурманск, Вологда, Саранск, Тамбов, Якутск, Грозный, Стерлитамак, Кострома, Петрозаводск, Нижневартовск, Таганрог, Йошкар-Ола, Новороссийск, Братск, Дзержинск, Нальчик, Сыктывкар, Шахты, Орск, Нижнекамск, Ангарск, Балашиха, Старый Оскол, Великий Новгород, Благовещенск, Химки, Прокопьевск, Бийск, Энгельс, Псков, Рыбинск, Балаково, Подольск, Северодвинск, Армавир, Королёв, Сызрань, Норильск, Люберцы, Мытищи, Златоуст, Каменск-Уральский, Новочеркасск, Волгодонск, Абакан, Уссурийск, Находка, Электросталь, Березники, Салават, Миасс, Альметьевск, Рубцовск, Коломна, Ковров, Майкоп, Пятигорск, Георгиевск, Минеральные воды, Железноводск, Одинцово, Копейск, Железнодорожный, Хасавюрт, Новомосковск, Кисловодск, Черкесск, Серпухов, Первоуральск, Нефтеюганск, Новочебоксарск, Нефтекамск, Красногорск, Димитровград, Орехово-Зуево, Дербент, Камышин, Невинномысск, Муром, Батайск, Кызыл, Новый Уренгой, Октябрьский, Сергиев Посад, Новошахтинск, Щёлково, Северск, Ноябрьск, Ачинск, Новокуйбышевск, Елец, Арзамас, Жуковский, Обнинск, Элиста, Пушкино, Артём, Каспийск, Ногинск, Междуреченск, Сарапул, Ессентуки, Домодедово, Ленинск-Кузнецкий, Назрань, Бердск, Анжеро-Судженск, Белово, Великие Луки, Воркута, Воткинск, Глазов, Зеленодольск, Канск, Кинешма, Киселёвск, Магадан, Мичуринск, Новотроицк, Серов, Соликамск, Тобольск, Усолье-Сибирское, Усть-Илимск, Ухта.
Наша компания — Radio Design Group, Inc.
Радио существует в той или иной форме уже более века. Ранние исследования радиоволн даже старше этого. Для Radio Design Group история радио — это кладезь информации. Тогда это называлось «беспроводной» — термин, который вернулся в моду в последние годы.
Принципы, заложенные первопроходцами радио, сегодня так же актуальны, как и сто лет назад.Такие знаменитости, как Никола Тесла, которые первыми изобрели дистанционное управление по радио (жизненно важное для современных дронов), также отвечали за беспроводную передачу энергии, основу для беспроводной зарядки аккумуляторов, которая только сейчас становится популярной. На ум приходят другие имена, такие как Маркони, который помог сделать радио практической формой общения, или майор Эдвин Армстронг, который изобрел многие методы и схемы, которые до сих пор широко используются в беспроводных технологиях. Другой, возможно, более неясный вклад поступил из маловероятных источников: актриса Хеди Ламар менее известна своим изобретением первой системы с расширенным спектром, технологии, которая до сих пор используется в военных и сотовых приложениях по всему миру.
С момента своего основания в 1992 году Radio Design Group превратилась из небольшой консалтинговой компании в области радиосвязи, специализирующейся на небольших коммерческих рынках, в важного поставщика уникальных и инновационных продуктов, которые продвинули уровень технологий как на коммерческих, так и на оборонных рынках. Продолжая традиции новаторского дизайна, компания расширила ценность своих услуг за счет высококачественного производства. Независимо от источника, мы по-прежнему полагаемся на огромную работу, проделанную теми, кто был до нас.Когда мы разрабатываем новый приемник, майор Армстронг все еще шепчет нам на ухо о частотных смесителях и фильтрах ПЧ. Когда мы создаем новую форму устойчивой к помехам радиостанции, работа Хеди Ламар не так уж и сильно забыта.
Мы снова и снова полагаемся на старые принципы и методы, даже когда мы разрабатываем новые современные системы для коммерческого и военного использования. Наш уровень инженерного мастерства и новаторский дизайн сейчас претворяются в жизнь, поскольку мы стоим на плечах гигантов.
Основы проектирования цифрового радиоприемника (Radio 101)
В этой статье представлены основы проектирования цифрового радиоприемника. Благодаря множеству новых достижений в области преобразователей данных и радиотехники сложная конструкция приемника была значительно упрощена. В этой статье делается попытка объяснить, как рассчитать чувствительность и избирательность такого приемника. Это ни в коем случае не исчерпывающее изложение, но вместо этого является руководством по многим методам и расчетам, используемым в таких конструкциях.
Многие достижения в дизайне и архитектуре радиостанций в настоящее время позволяют быстро вносить изменения в конструкцию радиоприемников. Эти изменения позволяют уменьшить размер, стоимость, сложность и улучшить производство за счет использования цифровых компонентов для замены ненадежных и неточных аналоговых компонентов. Для того, чтобы это произошло, потребовалось множество достижений в области проектирования и производства полупроводников, которые были реализованы за последние несколько лет. Некоторые из этих достижений включают улучшенные интегрированные смесители, малошумящий усилитель, улучшенные фильтры на ПАВ, более дешевые высокопроизводительные АЦП и программируемые цифровые тюнеры и фильтры.В этой статье кратко излагаются вопросы проектирования и взаимодействия этих устройств с полными радиосистемами.
Что такое радио?
Традиционно радио считалось «коробкой», которая подключается к антенне и всему, что за ней находится, однако многие конструкции систем разделены на две отдельные подсистемы. Радио и цифровой процессор. При такой сегментации цель радиостанции — преобразовать с понижением частоты и отфильтровать полезный сигнал, а затем оцифровать информацию.Точно так же цель цифрового процессора — принимать оцифрованные данные и извлекать желаемую информацию.
Важно понимать, что цифровой приемник — это не то же самое, что цифровое радио (модуляция). Фактически, цифровой приемник отлично справится с приемом любого аналогового сигнала, такого как AM или FM. Цифровые приемники могут использоваться для приема любого типа модуляции, включая любые стандарты аналоговой или цифровой модуляции. Кроме того, поскольку ядром цифрового процессора является процессор цифровых сигналов (DSP), это позволяет управлять многими аспектами всего радиоприемника с помощью программного обеспечения.Таким образом, эти DSP могут быть перепрограммированы с помощью обновлений или новых функций в зависимости от сегментации клиентов, и все это с использованием одного и того же оборудования. Однако это полное обсуждение само по себе, а не в центре внимания данной статьи.
Основное внимание в этой статье уделяется радио и тому, как прогнозировать / проектировать производительность. Будут обсуждены следующие темы:
- Доступная мощность шума
- Рисунок каскадного шума
- Коэффициент шума и АЦП
- Коэффициент преобразования и чувствительность
- Паразитные сигналы и дизеринг АЦП
- Точка пересечения третьего порядка
- Джиттер тактового сигнала АЦП
- Фазовый шум
- IP3 в разделе РФ
Single-Carrier vs.Multi-Carrier
Обсуждаются два основных типа радиоприемников. Первый называется приемником с одной несущей, а второй — приемником с несколькими несущими. Их название подразумевает очевидное, однако их функция может быть не полностью ясна. Приемник с одной несущей — это традиционный радиоприемник, обеспечивающий избирательность в аналоговых фильтрах каскадов ПЧ. Приемник с несколькими несущими обрабатывает все сигналы в пределах полосы с помощью одной аналоговой полосы RF / if и получает избирательность в цифровых фильтрах, которые следуют за аналого-цифровым преобразователем.Преимущество такого приемника заключается в том, что в приложениях с несколькими приемниками, настроенными на разные частоты в одном и том же диапазоне, можно достичь меньшей конструкции системы и снижения стоимости за счет устранения избыточных схем. Типичным приложением является базовая станция сотовой / беспроводной локальной сети. Другим приложением могут быть приемники наблюдения, которые обычно используют сканеры для контроля нескольких частот. Это приложение позволяет одновременно контролировать множество частот без необходимости последовательного сканирования.
Типовой однополосный приемник
Типичный приемник с несколькими несущими
Преимущества внедрения цифрового радиоприемника
Перед тем, как подробно обсудить разработку цифрового радиоприемника, необходимо обсудить некоторые технические преимущества. К ним относятся передискретизация, усиление обработки, недостаточная выборка, частотное планирование / размещение побочных эффектов. Многие из них обеспечивают технические преимущества, недостижимые иным способом при использовании традиционной конструкции радиоприемника.
Передискретизация и технологическое усиление
Критерий Найквиста компактно определяет частоту дискретизации, необходимую для любого данного сигнала. Часто частота Найквиста цитируется как частота дискретизации, которая в два раза больше, чем у самого высокочастотного компонента. Это означает, что для приложения выборки ПЧ на частоте 70 МГц потребуется частота дискретизации 140 MSPS. Если наш сигнал занимает всего 5 МГц около 70 МГц, то выборка со скоростью 140 MSPS практически бесполезна. Вместо этого Найквист требует, чтобы сигнал был дискретизирован в два раза больше полосы пропускания сигнала.Следовательно, если полоса пропускания нашего сигнала составляет 5 МГц, то выборки на частоте 10 МГц вполне достаточно. Все, что выходит за рамки этого, называется передискретизацией. Передискретизация — очень важная функция, поскольку она позволяет эффективно увеличить принимаемое SNR в цифровой области.
В отличие от избыточной выборки — это недостаточная выборка. Недостаточная выборка — это процесс выборки с частотой, намного меньшей, чем половина фактической частоты сигнала (см. Раздел ниже о недостаточной выборке). Следовательно, возможна передискретизация и недостаточная выборка одновременно, так как одно определяется относительно ширины полосы, а другое — интересующей частоты.
В любом процессе оцифровки, чем быстрее сигнал дискретизируется, тем ниже минимальный уровень шума, поскольку шум распространяется по большему количеству частот. Общий интегрированный шум остается постоянным, но теперь он распределен по большему количеству частот, что дает преимущества, если за АЦП следует цифровой фильтр. Минимальный уровень шума соответствует уравнению:
Это уравнение представляет уровень шума квантования внутри преобразователя и показывает взаимосвязь между шумом и частотой дискретизации FS.Следовательно, каждый раз, когда частота дискретизации удваивается, эффективный минимальный уровень шума улучшается на 3 дБ!
Цифровая фильтрация удаляет все нежелательные шумы и паразитные сигналы, оставляя только полезный сигнал, как показано на рисунках ниже.
Типичный спектр АЦП до цифровой фильтрацииТипичный спектр АЦП после цифровой фильтрации
SNR АЦП может быть значительно улучшено, как показано на диаграмме выше. Фактически, отношение сигнал / шум можно улучшить, используя следующее уравнение:
Как показано, чем больше соотношение между частотой дискретизации и шириной полосы сигнала, тем выше выигрыш от процесса.Фактически достижимо усиление до 30 дБ.
Недодискретизация и преобразование частоты
Как указывалось ранее, под дискретизацией понимается процесс дискретизации с частотой, намного меньшей, чем половина фактической частоты сигнала. Например, сигнал 70 МГц, дискретизированный со скоростью 13 MSPS, является примером недостаточной дискретизации.
Недостаточная выборка важна, потому что она может выполнять функцию, очень похожую на смешивание. Когда сигнал недостаточно дискретизирован, частоты накладываются на основную полосу или первую зону Найквиста, как если бы они изначально находились в основной полосе частот.Например, наш вышеупомянутый сигнал 70 МГц при выборке с частотой 13 MSPS будет отображаться на частоте 5 МГц. Математически это можно описать как:
Это уравнение дает результирующую частоту в первой и второй зоне Найквиста. Поскольку АЦП присваивает всю информацию первой зоне Найквиста, результаты, полученные с помощью этого уравнения, должны быть проверены, чтобы увидеть, не превышают ли они f SampleRate /2. Если да, то частота должна быть возвращена в первую зону Найквиста путем вычитания результата из f SampleRate .
В таблице ниже показано, как сигналы могут быть объединены в полосу модулирующих частот и их спектральная ориентация. Хотя процесс выборки (наложения) отличается от микширования (умножения), результаты очень похожи, но периодичны в зависимости от частоты дискретизации. Другое явление — это обращение спектра. Как и в миксерах, некоторые продукты меняются местами в процессе выборки, например, реверсирование верхней и нижней боковой полосы. В таблице ниже также показано, какие случаи вызывают инверсию спектра.
| Входной сигнал | Диапазон частот | Сдвиг частоты | Spectral Sense |
1 st Найквист Зона | постоянного тока — FS / 2 | Вход | Нормальный |
2 nd Найквист Зона | ФС / 2 — ФС | FS-вход | Перевернутое положение |
3 rd Найквист Зона | ФС — 3 ФС / 2 | Вход — FS | Нормальный |
4 -й Найквист Зона | 3FS / 2 — 2FS | 2FS — ввод | Перевернутое положение |
5 -й Найквист Зона | 2FS — 5FS / 2 | Вход — 2FS | Нормальный |
Планирование частот и размещение ответвлений
Одна из самых больших проблем при проектировании радиоархитектуры — это размещение ПЧ частот.Проблема усугубляется тем, что усилители возбуждения и АЦП имеют тенденцию генерировать нежелательные гармоники, которые проявляются в цифровом спектре преобразования данных в виде ложных сигналов. Независимо от того, является ли приложение широкополосным или нет, тщательный выбор частот дискретизации и ПЧ может разместить эти паразиты в местах, которые сделают их безвредными при использовании с цифровыми тюнерами / фильтрами, такими как AD6620, которые могут выбрать интересующий сигнал и отклонить все другие. Все это хорошо, потому что при тщательном выборе диапазона входных частот и частоты дискретизации, усилитель возбуждения и гармоники АЦП фактически могут быть вынесены за пределы полосы пропускания.Передискретизация только упрощает дело, предоставляя больше спектра для безвредных гармоник.
Например, если определено, что вторая и третья гармоники являются особенно высокими, путем тщательного выбора места падения аналогового сигнала относительно частоты дискретизации, эти вторая и третья гармоники могут быть размещены вне полосы. Для случая скорости кодирования, равной 40,96 MSPS, и ширины полосы сигнала 5,12 МГц, размещение ПЧ между 5,12 и 10,24 МГц помещает вторую и третью гармоники вне полосы, как показано в таблице ниже.Хотя этот пример очень прост, его можно адаптировать для множества различных приложений.
Как видно, вторая и третья гармоники выходят за пределы интересующей полосы и не создают помех для основных составляющих. Следует отметить, что секунды и трети действительно перекрываются друг с другом, а псевдоним третей вокруг FS / 2. В табличной форме это выглядит, как показано ниже.
| Скорость кодирования: | 40.96 MSPS |
| Фундаментальный | 5,12 — 10,24 МГц |
| Вторая гармоника: | 10,24 — 20,48 МГц |
| Третья гармоника: | 15,36 — 10,24 МГц |
Другой пример частотного планирования можно найти в недостаточной выборке.Если диапазон аналогового входного сигнала составляет от DC до FS / 2, тогда комбинация усилителя и фильтра должна соответствовать требуемым характеристикам. Однако, если сигнал помещается в третью зону Найквиста (от FS до 3FS / 2), от усилителя больше не требуется соответствие гармоническим характеристикам, требуемым спецификациями системы, поскольку все гармоники будут выходить за пределы полосы пропускания фильтра. Например, фильтр полосы пропускания будет иметь диапазон от FS до 3FS / 2. Вторая гармоника будет охватывать от 2FS до 3FS, что выходит далеко за пределы диапазона фильтров полосы пропускания.Затем нагрузка перекладывается на конструкцию фильтра при условии, что АЦП соответствует основным требованиям на интересующей частоте. Во многих приложениях это выгодный компромисс, поскольку многие сложные фильтры могут быть легко реализованы с использованием как методов ПАВ, так и LCR на этих относительно высоких частотах ПЧ. Хотя этот метод снижает гармонические характеристики усилителя возбуждения, нельзя жертвовать характеристиками интермодуляции.
Использование этого метода для вывода гармоник за пределы интересующей зоны Найквиста позволяет легко фильтровать их, как показано выше.Однако, если АЦП по-прежнему генерирует собственные гармоники, можно использовать ранее описанный метод для тщательного выбора частоты дискретизации и аналоговой частоты, чтобы гармоники попадали в неиспользуемые участки полосы пропускания и подвергались цифровой фильтрации.
Ожидаемые характеристики приемника
Имея в виду эти мысли, как можно определить производительность радио и какие компромиссы можно сделать. Как показано ниже, можно использовать многие методы традиционной радиотехники. На протяжении всего обсуждения, приведенного ниже, существует некоторая разница между многоканальным и одноканальным радио.На них будет указано. Имейте в виду, что это обсуждение не завершено, и многие области остались незатронутыми. Дополнительную информацию по этому вопросу можно найти в одной из ссылок в конце этой статьи. Кроме того, это обсуждение касается только данных, доставленных в DSP. Многие приемники используют собственные схемы для дальнейшего повышения производительности за счет дополнительного подавления шума и устранения гетеродина.
Для дальнейшего обсуждения типовая конструкция приемника показана выше.Рассматриваемое в этом разделе обсуждение начинается с антенны и заканчивается цифровым тюнером / фильтром в конце. За этой точкой находится цифровой процессор, который выходит за рамки данного обсуждения.
Анализ начинается с нескольких предположений. Во-первых, предполагается, что приемник ограничен шумом. Это значит, что внутри полосы отсутствуют шпоры, которые в противном случае ограничили бы производительность. Разумно предположить, что выбор LO и IF может быть сделан таким образом, что это правда. Кроме того, позже будет показано, что паразиты, генерируемые внутри АЦП, обычно не являются проблемой, поскольку их часто можно устранить с помощью дизеринга или разумного использования передискретизации и размещения сигнала.В некоторых случаях это может быть нереалистичным предположением, но они предоставляют отправную точку, с которой можно определить пределы производительности.
Второе предположение состоит в том, что полоса пропускания входного каскада приемника — это наша полоса Найквиста. Хотя наша фактическая выделенная полоса пропускания может составлять только 5 МГц, использование полосы Найквиста упростит вычисления на этом пути. Следовательно, частота дискретизации 65 MSPS даст полосу Найквиста 32,5 МГц.
Доступная мощность шума
Чтобы начать анализ, необходимо учесть шум на порте антенны.Поскольку правильно подобранная антенна, очевидно, является резистивной, для определения напряжения шума на согласованных входных клеммах можно использовать следующее уравнение.
Доступная мощность от источника, в данном случае антенны, составляет:
Что упрощается, если предыдущее уравнение подставить в:
Таким образом, в действительности доступная мощность шума от источника в этом случае не зависит от импеданса для ненулевых и конечных значений сопротивления.
Это важно, потому что это точка отсчета, с которой будет сравниваться наш приемник. Когда речь идет о коэффициенте шума сцены, часто говорят, что она показывает на «x» дБ выше шума «kT». Это источник этого выражения.
При прохождении каждого каскада через приемник этот шум уменьшается за счет коэффициента шума каскада, как описано ниже. Наконец, когда канал настраивается и фильтруется, большая часть шума удаляется, остается только то, что находится внутри интересующего канала.
Рисунок каскадного шума
Коэффициент шума — это показатель качества, используемый для описания того, сколько шума добавляется к сигналу в цепи приема радиостанции. Обычно он указывается в дБ, хотя при вычислении коэффициента шума используется числовое отношение (не логарифмическое). Не логарифмический коэффициент называется шумовым фактором и обычно обозначается как F , где он определяется, как показано ниже.
После того, как каждому каскаду в радиостанции назначен коэффициент шума, его можно использовать для определения их каскадных характеристик.Общий коэффициент шума, относящийся к входному порту, можно вычислить следующим образом.
Вышеупомянутые F — это коэффициенты шума для каждого из последовательных каскадов, а G — коэффициенты усиления каскадов. На данный момент ни коэффициент шума, ни коэффициенты усиления не представлены в логарифмической форме. Когда применяется это уравнение, все составляющие шума отражаются на порте антенны. Таким образом, доступный шум из предыдущего раздела может быть снижен непосредственно с помощью коэффициента шума.
Например, если доступный шум составляет -100 дБмВт, вычисленный коэффициент шума составляет 10 дБ, а коэффициент преобразования равен 20 дБ, то общий эквивалентный шум на выходе составляет -70 дБмВт.
При применении этих уравнений следует учитывать несколько моментов. Во-первых, пассивные компоненты предполагают, что коэффициент шума равен их потерям. Во-вторых, пассивные компоненты в серии можно суммировать до применения уравнения. Например, если два фильтра нижних частот включены последовательно, каждый с вносимыми потерями 3 дБ, они могут быть объединены, и потери одного элемента предположительно равны 6 дБ.Наконец, смесители часто не имеют коэффициента шума, установленного для них производителем. Если не указано иное, можно использовать вносимые потери, однако, если коэффициент шума поставляется вместе с устройством, его следует использовать.
Шумоподавители и АЦП
Хотя коэффициент шума можно назначить АЦП, часто бывает проще работать с АЦП по-другому. АЦП — это устройства напряжения, тогда как коэффициент шума на самом деле является проблемой мощности шума. Поэтому часто бывает проще обработать аналоговые части АЦП с точки зрения коэффициента шума, а затем преобразовать в напряжение на АЦП.Тогда работа шум АЦП в качестве входного напряжения ссылки. Затем шум аналогового сигнала и АЦП можно суммировать на входе АЦП, чтобы найти общий эффективный шум.
Для этого приложения был выбран 12-битный аналого-цифровой преобразователь AD9042 или AD6640. Эти продукты могут выполнять выборку до 65 MSPS, скорость, подходящую для оцифровки AMPS всего диапазона и способную обеспечить опорную тактовую частоту GSM 5x. Этого более чем достаточно для приложений AMPS, GSM и CDMA. В таблице указано, что типичное отношение сигнал / шум составляет 68 дБ.Следовательно, следующим шагом является расчет снижения шума в приемнике из-за шумов АЦП. Опять же, самый простой метод — это преобразовать как SNR, так и шум приемника в среднеквадратичное значение. вольт, а затем суммируйте их для получения общего среднеквадратичного значения. шум. Если АЦП имеет входной диапазон от пика до пика 2 В:
Это напряжение отражает все шумы АЦП, тепловые и квантовые. Полный диапазон АЦП составляет 0,707 В (действующее значение).
После вычисления эквивалентного входного шума АЦП следующее вычисление — это шум, генерируемый самим приемником.Поскольку мы предполагаем, что полоса пропускания приемника равна полосе пропускания Найквиста, частота дискретизации 65 MSPS дает полосу пропускания 32,5 МГц. Исходя из имеющихся уравнений мощности шума, мощность шума от аналогового входного каскада составляет 134,55E15 Вт или -98,7 дБмВт. Это шум, присутствующий в антенне, который должен быть увеличен коэффициентом преобразования и уменьшен коэффициентом шума. Если коэффициент усиления преобразования составляет 25 дБ, а коэффициент шума составляет 5 дБ, то шум, представленный входной цепи АЦП, составляет:
на 50 Ом (134.9e-12 Вт). Поскольку входной импеданс АЦП составляет около 1000 Ом, мы должны либо согласовать с ним стандартное сопротивление ПЧ 50 Ом, либо уменьшить сопротивление АЦП. Разумный компромисс — уменьшить диапазон до 200 Ом с помощью параллельного резистора, а затем использовать трансформатор 1: 4 для согласования с остальными. Трансформатор также служит для преобразования несимметричного входа в сбалансированный сигнал, необходимого для АЦП, а также для обеспечения некоторого усиления по напряжению. Поскольку имеется скачок импеданса 1: 4, в этом процессе также увеличивается коэффициент усиления по напряжению, равный 2.
Из этого уравнения, наше напряжение, возведенное в квадрат на 50 Ом, составляет 6,745e-9 или на 200 Ом, 26,98e-9.
Теперь, когда мы знаем шум от АЦП и РЧ-интерфейса, общий шум в системе можно вычислить как квадратный корень из суммы квадратов. Таким образом, полное напряжение составляет 325,9 мкВ. Теперь это общий шум, присутствующий в АЦП из-за шума приемника и шума АЦП, включая шум квантования.
Коэффициент преобразования и чувствительность
Как это шумовое напряжение влияет на общую производительность АЦП? Предположим, что в полосе пропускания приемника присутствует только один радиочастотный сигнал.Тогда отношение сигнал / шум будет:
.Поскольку это приложение с передискретизацией и фактическая ширина полосы сигнала намного меньше, чем частота дискретизации, шум будет значительно уменьшен после цифровой фильтрации. Поскольку полоса пропускания входного каскада такая же, как у нашего АЦП, и шум АЦП, и шум ВЧ / ПЧ будут улучшаться с той же скоростью. Поскольку многие стандарты связи поддерживают узкую полосу пропускания канала, мы примем канал 30 кГц. Таким образом, мы получаем 33,4 дБ от технологического усиления.Следовательно, наше исходное SNR 66,7 дБ теперь составляет 100,1 дБ. Помните, что отношение сигнал / шум увеличилось из-за фильтрации лишнего шума, что является источником усиления технологического процесса.
Рисунок 13 Восемь равных силовых карданов
Если это радиомодуль с несколькими несущими, динамический диапазон АЦП должен использоваться совместно с другими РЧ несущими. Например, если имеется восемь несущих одинаковой мощности, каждый сигнал не должен превышать 1/8 общего диапазона, если рассматриваются сигналы от пика к пику. Однако, поскольку обычно сигналы в приемнике не совпадают по фазе (поскольку пульты дистанционного управления не синхронизированы по фазе), сигналы будут синхронизироваться редко, если вообще когда-либо.Следовательно, требуется намного меньше требуемых 18 дБ. Поскольку на самом деле не более 2 сигналов могут быть настроены одновременно, и поскольку они являются модулированными сигналами, только 3 дБ будут зарезервированы для целей запаса. В том случае, если сигналы действительно выравниваются и приводят к ограничению преобразователя, это произойдет всего за небольшую долю секунды, прежде чем условие перегрузки будет устранено. В случае радиосвязи с одной несущей не требуется места для головы.
В зависимости от схемы модуляции для адекватной демодуляции требуется минимальное отношение C / N.Если схема цифровая, то следует учитывать коэффициент ошибок по битам (BER), как показано ниже. Предполагая, что требуется минимальное отношение C / N 10 дБ, наш уровень входного сигнала не может быть настолько малым, чтобы оставшееся отношение сигнал / шум было меньше 10 дБ. Таким образом, наш уровень сигнала может упасть на 90,1 дБ от текущего уровня. Поскольку полный диапазон АЦП составляет +4 дБм (200 Ом), уровень сигнала на входе АЦП составляет –86,1 дБмВт. Если бы в тракте ВЧ / ПЧ было усиление 25 дБ, то чувствительность приемника на антенне была бы –86,1 минус 25 дБ или –111.1 дБм. Если требуется более высокая чувствительность, то на этапах ВЧ / ПЧ можно использовать большее усиление. Однако коэффициент шума не зависит от усиления, и увеличение коэффициента усиления также может отрицательно сказаться на шумовых характеристиках дополнительных каскадов усиления.
Рис.14.Частота ошибок по битам в зависимости от отношения сигнал / шумАЦП, паразитные сигналы и дизеринг
Пример с ограничением шума недостаточно полно демонстрирует истинные ограничения приемника. Другие ограничения, такие как SFDR, более жесткие, чем SNR и шум.Предположим, что аналого-цифровой преобразователь имеет спецификацию SFDR -80 дБFS или -76 дБм (полная шкала = + 4 дБм). Также предположим, что допустимое отношение несущей к источнику помех, C / I (отличное от C / N) составляет 18 дБ. Это означает, что минимальный уровень сигнала составляет -62 дБ полной шкалы (-80 плюс 18) или -58 дБм. На антенне это -83 дБмВт. Следовательно, как можно видеть, SFDR (однотональный или многотональный) ограничит производительность приемника задолго до того, как будет достигнуто фактическое ограничение шума.
Однако метод, известный как дизеринг, может значительно улучшить SFDR.Как показано в примечании к применению AN410 компании Analog Devices, добавление внеполосного шума может значительно улучшить SFDR до минимального уровня шума. Хотя величина дизеринга зависит от преобразователя, этот метод применим ко всем АЦП, пока статический DNL является ограничением производительности, а не проблемы переменного тока, такие как скорость нарастания. В AD9042, описанном в примечании к применению, добавленный шум составляет всего -32,5 дБмВт или 21 код среднеквадратичного значения. Как показано ниже, графики до и после дизеринга дают представление о потенциале улучшения.Проще говоря, дизеринг работает, беря когерентные паразитные сигналы, генерируемые АЦП, и рандомизирует их. Поскольку энергия паразитов должна быть сохранена, дизеринг просто заставляет их проявляться как дополнительный шум в нижней части преобразователя. Это можно наблюдать на графиках до и после дизеринга как небольшое увеличение среднего минимального уровня шума преобразователя. Таким образом, компромисс, достигнутый за счет использования внеполосного дизеринга, заключается в том, что буквально все генерируемые внутри паразитные сигналы могут быть удалены, однако есть небольшой удар в общем SNR преобразователя, который на практике составляет менее 1 дБ. потери чувствительности по сравнению с примером с ограничением шума и намного лучше, чем пример с ограничением SFDR, показанный ранее.
АЦП без дизеринга
АЦП с дизерингом
Два важных момента о дизеринге перед закрытием темы. Во-первых, в приемнике с несколькими несущими нельзя ожидать, что ни один из каналов будет коррелирован. Если это так, то часто множественные сигналы будут служить самосмешиванием для канала приемника. Хотя в некоторых случаях это верно, иногда потребуется добавить дополнительный дизеринг для заполнения при слабой силе сигнала.
Во-вторых, шума, вносимого только аналоговым входным каскадом, недостаточно для дизеринга АЦП.В приведенном выше примере было добавлено 32,5 дБм дизеринга, чтобы обеспечить оптимальное улучшение SFDR. Для сравнения, аналоговый входной каскад обеспечивает мощность шума только –68 дБм, что далеко от того, что необходимо для обеспечения оптимальной производительности.
Точка пересечения третьего порядка
Помимо преобразователя SFDR, РЧ-часть способствует ложным характеристикам приемника. Эти шпоры не подвержены влиянию таких методов, как дизеринг, и их необходимо устранять, чтобы предотвратить нарушение работы приемника.Перехват третьего порядка является важной мерой, поскольку уровни сигнала в цепи приема увеличиваются в зависимости от конструкции приемника.
Чтобы понять, какой уровень производительности требуется от широкополосных радиочастотных компонентов, мы рассмотрим спецификацию GSM, возможно, самого требовательного из приложений приемника.
Приемник GSM должен уметь восстанавливать сигнал с уровнем мощности от -13 до -104 дБм. Предположим также, что полная шкала АЦП составляет 0 дБмВт, а потери через фильтры приемника и смесители составляют 12 дБ.Кроме того, поскольку несколько сигналов должны обрабатываться одновременно, не следует использовать АРУ. Это снизит чувствительность к радиочастоте и приведет к потере более слабого сигнала. Используя эту информацию, рассчитывается усиление RF / IF, равное 25 дБ (0 = -13-6-6 + x).
Рекомендации по перехвату входных данных 3-го порядка
Требуемое усиление 25 дБ распределяется, как показано. Хотя полная система будет иметь дополнительные компоненты, это послужит нашему обсуждению. Исходя из этого, при полномасштабном сигнале GSM на уровне -13 дБм, на входе АЦП будет 0 дБм.Однако при минимальном сигнале GSM -104 дБм, сигнал на АЦП будет -91 дБм. С этого момента приведенное выше обсуждение может быть использовано для определения пригодности АЦП с точки зрения шумовых характеристик и характеристик паразитных помех.
Теперь, с этими сигналами и требуемым коэффициентом усиления системы, теперь можно проверить характеристики усилителя и смесителя при возбуждении полномасштабным сигналом -13 дБмВт. Решение для продуктов 3-го порядка по натурному сигналу:
Предполагая, что общие паразитные характеристики должны быть больше 100 дБ, решение этого уравнения для входного усилителя показывает, что входной усилитель третьего порядка с IIP> +37 дБм.В смесителе уровень сигнала был увеличен на 10 дБ, а новый уровень сигнала составляет -3 дБмВт. Однако, поскольку микшеры указаны на их выходе, этот уровень снижается как минимум на 6 дБ до –9 дБм. Следовательно, для смесителя OIP> +41 дБм. Так как на их выходе указаны смесители. На последнем этапе усиления сигнал будет ослаблен до -9 дБмВт (как на выходе смесителя). Для усилителя ПЧ IIP> +41 дБм. Если эти характеристики соблюдены, то производительность должна быть равна
.Джиттер часов АЦП
Одной из динамических характеристик, которая жизненно важна для хорошей работы радиосвязи, является джиттер тактовой частоты АЦП.Несмотря на то, что низкий джиттер важен для превосходных характеристик основной полосы частот, его влияние усиливается при дискретизации высокочастотных сигналов (более высокая скорость нарастания), например, в приложениях с недостаточной дискретизацией. Общий эффект плохой спецификации джиттера — уменьшение отношения сигнал / шум при увеличении входных частот. Термины апертурный джиттер и апертурная неопределенность часто меняются местами в тексте. В этом приложении они имеют то же значение. Неопределенность апертуры — это изменение от образца к образцу в процессе кодирования.Неопределенность апертуры имеет три остаточных эффекта: первый — это увеличение системного шума, второй — неопределенность фактической фазы самого дискретизированного сигнала и третий — межсимвольные помехи. При отборе ПЧ для достижения требуемых шумовых характеристик требуется погрешность апертуры менее 1 пс. С точки зрения фазовой точности и межсимвольной интерференции влияние апертурной неопределенности невелико. В худшем случае среднеквадратичное значение 1 пс. при ПЧ 250 МГц погрешность фазы равна 0.09 градусов среднеквадр. Это вполне приемлемо даже для требовательных спецификаций, таких как GSM. Поэтому основное внимание в этом анализе будет уделено общему вкладу шума из-за апертурной неопределенности.
В синусоиде максимальная скорость нарастания приходится на переход через нуль. В этот момент скорость нарастания определяется первой производной синусоидальной функции, оцененной при t = 0:
.оценивается при t = 0, функция косинуса оценивается как 1, а уравнение упрощается до:
Единицами скорости нарастания являются вольты в секунду, они показывают, насколько быстро сигнал проходит через нулевой переход входного сигнала.В системе дискретизации опорные часы используются для дискретизации входного сигнала. Если тактовые импульсы выборки имеют апертурную погрешность, генерируется напряжение ошибки. Это напряжение ошибки может быть определено умножением входной скорости нарастания на «джиттер».
Анализируя единицы, можно увидеть, что это дает единицу вольт. Обычно неопределенность апертуры выражается в среднеквадратичных секундах. и, следовательно, напряжение ошибки будет в среднеквадратичном вольт. Дополнительный анализ этого уравнения показывает, что по мере увеличения частоты аналогового входа среднеквадратичное значение.напряжение ошибки также увеличивается прямо пропорционально неопределенности апертуры.
В преобразователях выборки ПЧ чистота тактовой частоты имеет огромное значение. Как и в процессе микширования, входной сигнал умножается на гетеродин или, в данном случае, тактовую частоту дискретизации. Поскольку умножение во времени является сверткой в частотной области, спектр тактовой частоты дискретизации свертывается со спектром входного сигнала. Поскольку неопределенность апертуры — это широкополосный шум на тактовом сигнале, он также проявляется как широкополосный шум в дискретизированном спектре.А поскольку АЦП — это система дискретизации, спектр является периодическим и повторяется в зависимости от частоты дискретизации. Таким образом, этот широкополосный шум снижает минимальный уровень шума АЦП. Теоретическое соотношение сигнал / шум для АЦП, ограниченное неопределенностью апертуры, определяется следующим уравнением.
Если это уравнение оценивается для аналогового входа 201 МГц и 0,7 пс среднеквадратичное значение. «Джиттер», теоретическое SNR ограничено 61 дБ. Следует отметить, что это то же самое требование, которое требовалось бы, если бы использовалась другая ступень смесителя.Следовательно, системы, которые требуют очень высокого динамического диапазона и очень высоких аналоговых входных частот, также требуют источника кодирования с очень низким «джиттером». При использовании стандартных модулей тактовых генераторов TTL / CMOS, 0,7 пс среднеквадратичное значение. был проверен как для АЦП, так и для генератора. Лучших показателей можно достичь с помощью модулей с низким уровнем шума.
При рассмотрении общей производительности системы можно использовать более обобщенное уравнение. Это уравнение основано на предыдущем уравнении, но включает эффекты теплового шума и дифференциальной нелинейности.
Хотя это простое уравнение, оно дает хорошее представление о шумовых характеристиках, которые можно ожидать от преобразователя данных.
Фазовый шум
Хотя фазовый шум синтезатора похож на джиттер на тактовой частоте кодирования, он немного по-другому влияет на приемник, но, в конце концов, эффекты очень похожи. Основное различие между джиттером и фазовым шумом заключается в том, что джиттер — это широкополосная проблема с однородной плотностью вокруг тактовой частоты дискретизации, а фазовый шум — это неравномерное распределение вокруг гетеродина, которое обычно становится лучше по мере удаления от тона.Как и в случае с джиттером, чем меньше фазового шума, тем лучше.
Поскольку гетеродин смешивается с входящим сигналом, шум гетеродина будет влиять на полезный сигнал. Процесс смесителя в частотной области — это свертка (процесс смесителя во временной области — это умножение). В результате смешения фазовый шум от гетеродина вызывает интеграцию энергии из соседних (и активных) каналов в желаемый канал в качестве повышенного минимального уровня шума. Это называется взаимным перемешиванием. Чтобы определить количество шума в неиспользуемом канале, когда альтернативный канал занят сигналом полной мощности, предлагается следующий анализ.
Опять же, поскольку GSM — сложная спецификация, это будет примером. В этом случае верно следующее уравнение.
, где шум — это шум в желаемом канале, вызванный фазовым шумом, x (f) — фазовый шум, выраженный в формате, отличном от логарифма, а p (f) — это функция спектральной плотности функции GMSK. В этом примере предположим, что мощность сигнала GSM составляет -13 дБмВт. Кроме того, предположим, что гетеродин имеет постоянный фазовый шум по частоте (чаще всего фазовый шум уменьшается со смещением несущей).При этих предположениях, когда это уравнение интегрируется по ширине полосы канала, выпадает простое уравнение. Поскольку предполагалось, что x (f) постоянный (PN — фазовый шум), а интегральная мощность полномасштабного канала GSM составляет -13 дБмВт, уравнение упрощается до:
Так как цель состоит в том, чтобы требовать, чтобы фазовый шум был ниже теплового шума. Предполагая, что шум на смесителе такой же, как на антенне, можно использовать -121 дБм (шум на 200 кГц на антенне — P a = kTB ).Таким образом, фазовый шум гетеродина должен быть ниже -108 дБмВт при смещении 200 кГц.
Рекомендации
Цифровая обработка ПЧ, Клэй Олмстед и Майк Петровски, TBD, сентябрь 1994 г., стр. 30 — 40.
Методы недискретизации упрощают цифровое радио, Ричард Грошонг и Стивен Рускак, Electronic Design, 23 мая 1991 г., стр. 67 — 78.
Оптимизация АЦП для расширенной обработки сигналов, Том Гратцек и Фрэнк Мёрден, Микроволны и ВЧ перепечатка.
Использование преобразователей с широким динамическим диапазоном для широкополосных радиоприемников, Брэд Брэннон, RF Design, май 1995 г., стр. 50 — 65.
Exact FM Detection of Complex Time Series, Фред Харрис, факультет электротехники и вычислительной техники, Государственный университет Сан-Диего, Сан-Диего, Калифорния
.Введение в радиочастотный дизайн, W.H. Хейворд, Прентис-Холл, 1982.
Solid State Radio Engineering, Krauss, Bostian and Raab, John Wiley & Sons, 1980.
Начало работы с конструкцией радиостанции ближнего действия
>> Ресурсы веб-сайта
.. >> Библиотека: TechXchange
.. .. >> TechXchange: Radio Design 101
Примечание: мы работаем над восстановлением цифр для этой статьи.
Процесс проектирования системы радиосвязи малого радиуса действия может быть сложным и часто включает в себя множество компромиссов в рамках проекта (рис. 1) . При небольшом понимании баланс этих различных характеристик, включая выбор частоты, одностороннюю и двустороннюю системы, методы модуляции, стоимость, варианты антенн, влияние источника питания, влияние на дальность действия и выбор протокола, может упростить проектирование радиосистемы. .
1. Общие компромиссы при проектировании радиосвязи малого радиуса действия включают тип модуляции, мощность и энергопотребление, дальность действия, антенну, направление и стоимость.
Выбор правильной частоты
Почему проектировщику нужно работать в диапазоне 868/915 МГц, а не в части спектра 433,92 МГц? Другими словами, как выбрать, какую частоту использовать? На ответ влияют два основных соображения: либо приложение имеет традиционный и / или предопределенный диапазон, в котором оно работает, либо разработчик должен уравновесить компромиссы каждого параметра в проекте, чтобы сделать лучший выбор диапазона.
Обычно наиболее важным параметром новой конструкции является соответствие целевому диапазону для системы. Определить, какой диапазон был бы лучшим выбором, было бы проще, если бы приложение имело неограниченный размер и размещение антенны, если бы расстояние между радиостанциями было свободным от препятствий и если бы устройства были подключены к источникам сетевого напряжения. Но если приложение представляет собой потребительский продукт, который должен иметь неэкспонированную антенну, если его сигнал должен проникать через стены в доме, и если его система должна работать в течение нескольких лет от батарейки типа «таблетка», эти компромиссы становятся более важными.
Физика показывает, что дальность радиосигнала в открытом космосе пропорциональна мощности передачи, усилению антенны и квадрату длины волны. Усиление антенны и чувствительность приемника также являются факторами. Размер антенны обратно пропорционален частоте работы, более низкие частоты требуют более длинных антенн.
В целом, диапазоны более низких частот обеспечивают лучшую дальность действия и меньше зависят от связи в пределах прямой видимости (LOS), но на практике другие воздействия имеют тенденцию преобладать в конечном диапазоне, достигаемом системой.Такие параметры, как размер антенны и диаграмма направленности, истинная рабочая среда (меньше препятствий по сравнению с планированием наихудшего случая) и шумовое воздействие окружающей среды приложения, как правило, имеют наибольшее влияние на фактическую дальность действия системы.
А как насчет выходной мощности в этих диапазонах? Как это ограничивает такие аспекты, как диапазон или гармоники? Мощность передатчика может помочь компенсировать другие недостатки системы. Однако это должно быть уравновешено ограничениями, налагаемыми регулирующими органами (Часть 15, CFR 47).Очень часто выходят за пределы передатчика, чтобы компенсировать потери и неэффективность антенны и системы согласования.
Односторонние и двусторонние системы
По-прежнему существует широкий спектр приложений, для которых требуется только односторонняя система связи. Например, такие действия, как отпирание двери автомобиля или открытие оконных жалюзи в доме, не требуют какой-либо формы беспроводной обратной связи. В результате всегда будет потребность в простой и экономичной односторонней беспроводной связи.
Хотя однонаправленная форма коммуникации, вероятно, всегда будет востребована, потребность в мониторинге, обратной связи, отображении статуса и других взаимодействиях с пользователем возрастает. Таким образом, односторонняя система может иметь тенденцию к полной конфигурации приемопередатчиков. Например, в системе удаленного доступа без ключа пользователи могут захотеть убедиться, что их автомобиль заперт. Или в случае регулировки оконных жалюзи в доме пользователи могут захотеть узнать, какая температура воздуха у окна. Это оба примера простой односторонней технологии, которая может быть перенесена в двустороннее приложение.
Модуляция
Промышленные, научные и медицинские (ISM) диапазоны предлагают множество стилей модуляции. Дизайнеры склонны тяготеть к манипуляции со сдвигом амплитуды (ASK) в нижних диапазонах (
FSK используется более заметно в высокочастотном диапазоне (часть диапазона IEEE UHF> 470 МГц) из-за необходимости соответствовать более жестким нормативным требованиям. Выполнение частотно-базовой формы модуляции позволяет передатчику работать как CW-сигнал, что снижает ударные эффекты, возникающие при включении и выключении усилителя мощности (PA) (ASK или двухпозиционная манипуляция (OOK).Верхние частотные диапазоны (> 1 ГГц, обычно L-, S- и C-диапазоны, как определено IEEE), как правило, используют более сложные методы модуляции, такие как расширенный спектр прямой последовательности (DSSS), в основном из-за перенаселенности этих частот . Это, в свою очередь, требует лучшего подавления помех в совмещенном канале.
Стоимость
Еще одна движущая сила в проектировании радиосистем ISM — потребность в недорогой, но надежной работе. Большинство доступных на рынке радиостанций ISM представляют собой небольшие интегрированные устройства с небольшим количеством периферийных компонентов и относительно небольшими размерами.Доступные передатчики, как правило, очень просты — схемы с малым количеством выводов, требующие лишь элементарного интерфейса для передачи данных, плюс некоторые второстепенные компоненты согласования импеданса и общие разделительные конденсаторы.
Точно так же приемники, как правило, поддерживают низкое количество компонентов спецификации (BOM), в то же время предоставляя разработчику системы достаточную гибкость для внесения корректировок в соответствии с потребностями конкретного приложения. Стоимость печатных плат (PCB) снижается за счет компактных ИС, небольших спецификаций и отсутствия специальных требований для более чем двухуровневого стека.Помимо стоимости платы и периферийных компонентов, единственными необходимыми внешними компонентами являются антенна и аккумулятор (для систем, не подключенных к сети).
Антенна
Физические свойства антенны, такие как тип, размер, форма и ориентация, могут иметь большое влияние на конструкцию и эффективность системы. Поскольку форм-фактор может быть основным ограничением в любом приложении ISM, эти свойства могут определять, какая полоса частот будет выбрана и, в конечном итоге, какое радио будет использоваться.
Антенны бывают самых разных форм, от простых монополей ¼λ и диполей ½λ до петлевых, F и других. Их также можно разделить на E-field или M-field, в зависимости от того, какую форму текущей модели они используют. Дизайн антенны сам по себе может быть искусством. Первым шагом при выборе антенны является определение наибольшей размерной длины, разрешенной в рамках ограничений приложения, а также определение того, следует ли использовать «след» или физически присоединенную антенну (Таблица 1) .
Антенны меньшего размера могут эффективно использоваться в более высоких полосах частот.Однако у этого процесса есть верхний предел. По мере уменьшения физического размера антенны уменьшается и апертура. Меньшая апертура приводит к передаче меньшего количества энергии от антенны в окружающую среду и наоборот. В антенном исполнении:
- Диэлектрический материал платы сокращает эффективную длину трассирующей антенны.
- Рамочные антенны генерируют магнитное поле, в то время как другие «воздушные» антенны генерируют электрическое поле.
- Магнитные антенны (петли) менее восприимчивы к среде ближнего поля (например, рука пользователя на пульте дистанционного управления).
- Расстояние до плоскости заземления (противовеса) и ориентация антенны могут сильно повлиять на диаграмму направленности.
Источник питания
Способы и источники питания радиосистемы могут быть столь же многочисленными, как и приложения, для которых они предназначены. Обычные источники питания включают в себя сетевое напряжение переменного тока, автомобильные батареи (12 В) и автомобильные шины на 5 В, литиевые батареи (3 В), многоклеточные щелочные батареи (1,5 В), перезаряжаемые элементы (1,2 В), источники энергии и многое другое.В большинстве случаев передатчик запускается от одного источника, а приемник — от другого (например, литиевая батарея в TX и автомобильная шина 5 В для RX).
В этих конфигурациях наиболее распространенным компромиссом между источником питания является время автономной работы передатчика (или приемопередатчика) по сравнению с выходной мощностью усилителя мощности. Делая акцент на батареях, разработчики должны использовать как высокоэффективные схемы передатчика, так и приемника, а также хорошо продуманный протокол. Срок службы батареи необходимо учитывать во всех аспектах системы, таких как время запуска радиосхемы, использование микроконтроллера, рабочий цикл включения / выключения, эффективность PA, используемые уровни напряжения, мощность «прослушивания» приемника и ток сна всех цепей. .
По сути, передатчики FSK потребляют больше тока, потому что сигнал «всегда включен» во время передачи (поскольку данные кодируются с частотой сигнала). Напротив, передатчик ASK включает и выключает PA, поэтому во время цикла «выключения» система не потребляет такой большой ток. Важность утечки тока становится более очевидной по сравнению с батареями, которые обеспечивают ток. Каждый производитель предоставляет информацию о размерах, емкости и использовании аккумуляторов модели (Таблица 2) .
Помимо измерения тока, потребляемого схемой, еще одним фактором, влияющим на срок службы батареи, является скорость саморазряда. Для типов батарей, используемых в приложениях ISM, этот показатель сильно зависит от используемой технологии (Таблица 3) .
Литиевые (Li +) батареи являются наиболее популярными для небольших потребительских устройств из-за их компактного размера и длительного срока службы (низкий саморазряд). Пиковая скорость разряда, а также температура хранения и использования также влияют на выбор батареи.Несмотря на то, что эти батареи могут обеспечивать стабильное напряжение на протяжении большей части своего срока службы, каждая технология страдает от формы спада напряжения, вызванного постепенным увеличением последовательного сопротивления внутри элемента (внутреннего сопротивления или IR). Это затухание часто используется для определения минимального рабочего напряжения радиоприемника. Однако когда литиевые батареи достигают 90% своего номинального напряжения, оставшийся полезный ток также начинает достигать своего предела.
Например, когда батарея CR2032 использовалась на 200 мАч, внутреннее сопротивление удваивается с номинального значения примерно 15 Ом до примерно 30 Ом, а напряжение падает с 3.От 0 В до 2,8 В (рис.2) . Колено на 225 мАч показывает аккумулятор с IR около 50 Ом и уровнем питания 2,3 В. К этому времени емкость разряжена до 240 мАч, внутреннее сопротивление более 120 Ом, а напряжение упало ниже 1,8 В. Таким образом, падение напряжения является менее важным аспектом срока службы батареи, чем полная потеря текущей емкости.
2. Когда батарея CR2032 использовалась на 200 мАч, внутреннее сопротивление удваивается с номинального значения примерно 15 Ом до примерно 30 Ом, в то время как напряжение падает с 3.От 0 В до 2,8 В. (любезно предоставлено Eveready Battery Company)
Ассортимент
Прогнозируемая дальность действия системы во многом зависит от многих факторов, в частности от рабочей частоты, выходной мощности передатчика, эффективности антенны и чувствительности приемника. Препятствия, движение и даже атмосферные условия могут сильно влиять на рабочее расстояние, но разработчик системы не может контролировать эти переменные. Таким образом, планирование для условий наихудшего случая обычно ограничивает варианты конструкции мощностью передачи, выбором антенны и чувствительностью приема.
Выходная мощность передатчика может иметь самое большое влияние на дальность действия системы. Часто мощность, превышающая допустимую, используется от PA для компенсации низкой эффективности антенны из-за геометрии меньше четверти волны, особенно в нижних диапазонах, где эффективность антенны может быть менее 10% (размеры брелоков). Особенно важно соблюдать все нормативные требования целевого региона деятельности. Увеличение мощности может быть разрешено, если рабочий цикл передатчика будет варьироваться в зависимости от руководящих органов.
При выборе УМ на основе выходной мощности помните:
- Более высокая выходная мощность требует более высокого тока питания.
- Для более высоких частотных диапазонов требуется более высокий рабочий ток (обычно из-за тока в цепи фазовой автоподстройки частоты).
- Более высокая выходная мощность может повлиять на нормативные ограничения, такие как максимальная излучаемая мощность, занимаемая полоса частот и мощность гармоник.
На стороне приемника системы чувствительность является подавляющим регулятором достижимого диапазона.Подобно передающей стороне, приемник, который может улавливать сигнал с мощностью на 3 дБм меньше, может компенсировать плохую антенну или плохую среду связи. При выборе чувствительности приемника помните:
- Обычно приемники имеют лучшую чувствительность для модуляции ASK.
- Приемники обычно демонстрируют лучшую чувствительность для низких частот.
- Скорость передачи данных оказывает заметное влияние на чувствительность с гораздо лучшими показателями для низких скоростей.
Выбор протокола для вашего приложения может быть заключительным этапом проектирования системы или отправной точкой, в зависимости от приложения. Протоколы определяют, как радиостанции будут обмениваться информацией, и включают такие параметры, как требования к телефонной связи (аналоговое аудио), структура данных / битов, методы кодирования, процессы обмена квитированием и сетевые дисциплины для совместного использования радиоволн.
Есть много стандартных протоколов на выбор и столько же проприетарных форм связи.Обычно параметр конструкции, который имеет наибольшее влияние на выбор протокола, — это то, используется ли односторонняя или двусторонняя система. Двусторонние системы имеют тенденцию быть более сложными из-за необходимости согласовывать радиоволны и предотвращать конфликты между различными радиоузлами.
Приложения, компромиссы и рекомендации
Различные приложения имеют тенденцию группироваться по определенным направлениям связи, частотам и методам модуляции из-за их общих требований или ограничений.В таблице 4 приведены типичные модели использования, основанные на приложении, и даны рекомендации по частотам и методам модуляции, обычно применяемым в каждом приложении.
Каждое приложение, рынок и дизайн будут разными, поэтому у каждого будут разные приоритеты. Таблица 5 суммирует различные компромиссы, с которыми сталкиваются разработчики радиосистем ISM, и дает предложения по рабочим полосам и модуляциям.
Широкий выбор однокристальных передатчиков, приемников и трансиверов доступен от нескольких производителей (рис.3) . Предоставляется вся необходимая схема, и для создания полной системы требуется всего несколько внешних компонентов.
3. Maxim Integrated MAX7032 — типичный приемопередатчик AM / FM для двустороннего удаленного доступа без ключа и других приложений.
При построении схемы для передатчиков, как правило, единственными необходимыми другими компонентами являются микроконтроллер или простой интерфейс кодировщика, сеть согласования антенн и источник питания в той или иной форме. Для приемников необходимо будет настроить ряд настроенных схем на интересующую частоту и скорость передачи данных, в дополнение к интерфейсу микроконтроллера или декодера и системе питания.
Как только схема будет готова, имейте в виду, что большинство проблем проектирования, возникающих в ВЧ-системах, можно проследить до плохой компоновки печатной платы. Изучение наиболее распространенных критических проблем, которых следует избегать при компоновке печатной платы, может сэкономить некоторое время на этапах тестирования и отладки при разработке системы.
>> Ресурсы веб-сайта
.. >> Библиотека: TechXchange
.. .. >> TechXchange: Radio Design 101
Начало работы с радиоустройством
Аннотация: Процесс проектирования радиосистемы может быть сложным и часто включает в себя множество компромиссов в проекте.При небольшом понимании баланс этих различных характеристик может облегчить работу по проектированию радиосистемы. В этом руководстве рассматриваются эти компромиссы и приводятся подробности, которые следует учитывать для различных радиоприложений. С акцентом на промышленные, научные, медицинские (ISM) диапазоны, темы выбора частоты, односторонние и двусторонние системы, методы модуляции, стоимость, варианты антенн, влияние источника питания, влияние на диапазон и выбор протокола исследуются.
Аналогичная версия этой статьи появилась на сайте Electronic Design , 21 декабря 2012 г.Выбор правильной частоты
Почему разработчик хочет работать в диапазоне 868 МГц / 915 МГц, а не в части спектра 433,92 МГц? Другими словами, как выбрать, какую частоту использовать? На ответ влияют два основных соображения: либо у приложения есть традиционный и / или предопределенный диапазон, в котором оно работает, либо разработчик должен уравновесить компромиссы каждого параметра в проекте, чтобы сделать лучший выбор диапазона ( Рисунок 1 ) .
Рисунок 1.Общие компромиссы в дизайне радио.
Обычно наиболее важным параметром новой конструкции является соответствие целевому диапазону для системы. Ответ на вопрос «какой диапазон лучше?» Можно было бы упростить, если бы приложение имело неограниченный размер и размещение антенны, если бы между радиостанциями не было препятствий и если бы устройство было подключено к источникам сетевого напряжения. Однако если приложение представляет собой потребительский продукт, который должен иметь неэкспонированную антенну, если его сигнал должен проникать через стены в доме, и его система должна работать в течение нескольких лет от батарейки типа «таблетка», эти компромиссы становятся более важными.
В целом, более низкие полосы частот обеспечивают лучшую дальность действия и менее зависят от связи в пределах прямой видимости (LOS), но на практике другие воздействия имеют тенденцию доминировать в конечном диапазоне, достигаемом системой. Такие параметры, как размер антенны и диаграмма направленности, истинная рабочая среда (меньше препятствий по сравнению с планированием наихудшего случая) и шумовое воздействие окружающей среды приложения, как правило, имеют наибольшее влияние на фактическую дальность действия системы.
А как насчет выходной мощности в этих диапазонах? Как это ограничивает такие аспекты, как диапазон или гармоники? Мощность передатчика может помочь компенсировать другие недостатки системы. Однако это должно быть уравновешено ограничениями, налагаемыми регулирующими органами. Очень часто выходят за пределы передатчика, чтобы компенсировать потери и неэффективность антенны и системы согласования.
Чтобы подробнее изучить потерю пути в системах RKE, обратитесь к примечанию к приложению 3945 «Потеря пути в системах удаленного доступа без ключа».«Чтобы помочь оценить и спланировать диапазон системы (бюджет канала), обратитесь к примечанию к приложению 5142« Расчеты бюджета канала радиосвязи для продуктов ISM-RF »и связанной с ним электронной таблице бюджета канала.Односторонние и двусторонние системы
По-прежнему существует широкий спектр приложений, для которых требуется только односторонняя система связи. Например, такие действия, как отпирание двери автомобиля или открытие оконных жалюзи в доме, не требуют какой-либо формы беспроводной обратной связи. Из-за этого всегда будет потребность в простой и экономичной односторонней беспроводной связи.
Хотя однонаправленная форма коммуникации, вероятно, всегда будет востребована, потребность в мониторинге, обратной связи, отображении статуса и других взаимодействиях с пользователем возрастает. Таким образом, односторонняя система может иметь тенденцию к полной конфигурации приемопередатчиков. Например, в системе удаленного доступа без ключа пользователь может захотеть убедиться, что его автомобиль заперт; или в случае регулировки оконных жалюзи в доме, пользователь может захотеть узнать, какая температура воздуха у окна. Это оба примера простой односторонней технологии, которая может быть перенесена в двустороннее приложение.
Модуляция
Есть много стилей модуляции, из которых можно выбирать в диапазонах ISM. Разработчики склонны к ASK в нижних диапазонах (часть диапазона UHF IEEE ® <470 МГц) из-за простоты использования и из-за того, что оборудование имеет тенденцию быть менее дорогим. В качестве альтернативы, FSK начала работу в области низких частот с приложениями системы контроля давления в шинах (TPMS); Было обнаружено, что она менее подвержена пагубному воздействию окружающей среды (вращающаяся шина в колесной нише имеет тенденцию вызывать амплитудную модуляцию (AM)).Любая форма AM использует метод линейной демодуляции, поэтому через систему проходит много шума, в то время как FM-система имеет лучшее отношение сигнал / шум (SNR) с более широкой модуляцией (200 кГц на стандартном FM-канале). Однако FM быстро теряет фиксацию несущей после определенного порога чувствительности (водопад).
FSK используется более заметно в высокочастотном диапазоне (часть диапазона IEEE UHF> 470 МГц) из-за необходимости соответствовать более жестким нормативным требованиям. Выполнение частотно-базовой формы модуляции позволяет передатчику работать как CW-сигнал, что снижает влияние ударов ногами, возникающих при включении и выключении PA (ASK или OOK).Верхние полосы частот (> 1 ГГц, обычно L-, S- и C-диапазоны, как определено IEEE), как правило, используют более сложные методы модуляции, в основном из-за переполненности этих частот. Это, в свою очередь, требует лучшего подавления помех в совмещенном канале.
Стоимость
Еще одна движущая сила в проектировании радиосистем ISM — потребность в недорогой, но надежной работе. Большая часть портфеля доступных ISM-радиостанций Maxim включает небольшие интегрированные устройства с небольшим количеством периферийных компонентов и относительно небольшими габаритами.Доступные передатчики, как правило, очень просты — схемы с малым количеством выводов, требующие лишь элементарного интерфейса для передачи данных, плюс некоторые второстепенные компоненты согласования импеданса и общие разделительные конденсаторы. Точно так же приемники, как правило, поддерживают низкое количество компонентов спецификации (BOM), в то же время предоставляя разработчику системы достаточную гибкость для внесения корректировок в соответствии с потребностями конкретного приложения. Затраты на печатные платы (PCB) снижаются за счет компактных ИС, небольших спецификаций и отсутствия специальных требований для более чем двухуровневого стека.Помимо стоимости платы и периферийных компонентов, единственными необходимыми внешними компонентами являются антенна и аккумулятор (для систем, не подключенных к сети).
Антенна
Физические свойства антенны, такие как тип, размер, форма и ориентация, могут иметь большое влияние на дизайн и эффективность системы. Поскольку форм-фактор может быть основным ограничением в любом приложении ISM, эти свойства могут определять, какая полоса частот будет выбрана и, в конечном итоге, какое радио будет использоваться.
Антенны бывают самых разных форм, от простых монополей 1 / 4λ и диполей 1 / 2λ, до петлевых, F и других.Их также можно разделить на E-field или M-field, в зависимости от того, какую форму текущей модели они используют. Дизайн антенны сам по себе может быть искусством. Первым шагом при выборе антенны является определение наибольшей размерной длины, разрешенной в рамках ограничений приложения, а также определение того, следует ли использовать «след» или физически присоединенную антенну. Таблица 1 предоставляет соответствующие геометрические параметры антенн в зависимости от интересующего диапазона:
| Таблица 1. Геометрия антенны | ||||||
| f (МГц) | λ (м) | λ / 4 (см) | λ / 4 на FR4 (см) | Размер апертуры (см²) | Реактивное поле ближнего поля (см) | Дальнее поле (м) |
| 260 | 1.153 | 28,83 | 16,72 | 1058 | 18,35 | 2,31 |
| 300 | 0,9993 | 24,98 | 14,49 | 795 | 15,90 | 2,00 |
| 315 | 0,9517 | 23,79 | 13,80 | 721 | 15,15 | 1,90 |
| 330 | 0,9085 | 22,71 | 13,17 | 657 | 14.46 | 1,82 |
| 434 | 0,6907 | 17,27 | 10,02 | 380 | 10,99 | 1,38 |
| 435 | 0,6892 | 17,23 | 9,99 | 378 | 10,97 | 1,38 |
| 470 | 0,6379 | 15,95 | 9,25 | 324 | 10,15 | 1,28 |
| [868] | 0.3454 | 8,63 | 5,01 | 95 | 5,50 | 0,691 |
| 902 | 0,3324 | 8,31 | 4,82 | 88 | 5,29 | 0,665 |
| 915 | 0,3276 | 8,19 | 4,75 | 85 | 5,21 | 0,655 |
| 928 | 0,3231 | 8,08 | 4,68 | 83 | 5.14 | 0,646 |
Следящие антенны на FR4 «сжимаются» на 0,58 из-за диэлектрика платы, реактивное поле в ближней зоне рассчитывается как λ / 2π, поле в дальней зоне равно 2λ, а апертура рассчитана на изотропную антенну без потерь λ² / 4π.
Из таблицы 1 должно быть очевидно, что антенны меньшего размера могут эффективно использоваться в более высоких полосах частот. Однако у этого процесса есть верхний предел: по мере уменьшения физического размера антенны уменьшается и апертура. Меньшая апертура приводит к передаче меньшего количества энергии от антенны в окружающую среду и наоборот.
Несколько основных советов, которые следует учитывать при выборе конструкции антенны:
- Диэлектрический материал платы сокращает эффективную длину трассирующей антенны.
- Рамочные антенны генерируют магнитное поле, в то время как другие «воздушные» антенны генерируют электрическое поле.
- Магнитные антенны (петли) менее восприимчивы к среде ближнего поля (например, рука пользователя на пульте дистанционного управления).
- Расстояние до плоскости заземления (противовеса) и ориентация антенны могут сильно повлиять на диаграмму направленности.
Блок питания
Способы и источники питания радиосистемы могут быть столь же многочисленными, как и приложения, для которых они предназначены. Обычные поставки включают сетевое напряжение переменного тока, автомобильные батареи (12 В) и автомобильные шины 5 В, литиевые батареи (3 В), многоклеточные щелочные батареи (1,5 В), перезаряжаемые элементы (1,2 В), источники энергии и многое другое. В большинстве случаев передатчик запускается от одного источника, а приемник — от другого (например, литиевая батарея в TX и автомобильная шина 5 В для RX).В этих конфигурациях наиболее распространенным компромиссом между источником питания является время автономной работы передатчика (или приемопередатчика) по сравнению с выходной мощностью усилителя мощности. Делая акцент на батареях, рекомендуется использовать как высокоэффективные схемы передатчика, так и приемника, а также хорошо продуманный протокол. Срок службы батареи необходимо учитывать во всех аспектах системы, таких как время запуска радиосхемы, использование микроконтроллера, рабочий цикл включения / выключения, эффективность PA, используемые уровни напряжения, мощность «прослушивания» приемника и ток сна всех цепей. .
Радиостанции Maxim ISM являются одними из самых эффективных компонентов с минимальным потреблением тока на рынке. Таблица 2 дает сводку по потребляемому току передатчиками ISM:
| Таблица 2. Потребление тока преобразователя ISM | |||||
| Деталь | Мод | Ток TX 315 МГц (мА) | Ток передачи 434 МГц (мА) | Ток передачи 915 МГц (мА) | Ток сна (мкА) |
| MAX1472 | СПРОСИТЬ | 9.1 | 9,6 | – | 0,005 |
| MAX1479 | СПРОСИТЬ | 6,7 * | 7,3 * | – | 0,0002 |
| ФСК | 10,5 * | 11,4 * | – | ||
| MAX7032 | <12,5 * | <6,7 | – | <0,8 | |
| MAX7044 | СПРОСИТЬ | 7,7 † | 8.0 † | – | 0,04 |
| MAX7049 | СПРОСИТЬ | 16 * | 16 * | 16 *, 27 ‡ | <0,35 |
| ФСК | 21 * | 21 * | 21 *, 41 ‡ | ||
| MAX7057 | СПРОСИТЬ | 8,1 * | 8,5 * | – | <1,0 |
| ФСК | 12,2 * | 12,4 * | – | ||
| MAX7058 | СПРОСИТЬ | 8.0 * | 8,3 * (390 МГц) | – | <1,0 |
| MAX7060 | СПРОСИТЬ | 12,5 * | 14,2 * | – | <0,05 |
| ФСК | 19 * | 25 * | – | ||
Уровни питания 3,0 В, рабочий цикл 50% для ASK, * при + 10 дБм, † при + 13 дБм, ‡ при + 15 дБм.
По сути, передатчики FSK потребляют больше тока, потому что сигнал «всегда включен» во время передачи (поскольку данные кодируются с частотой сигнала).Напротив, передатчик ASK включает и выключает PA, поэтому во время цикла «выключения» система не потребляет такой большой ток. Важность утечки тока становится более очевидной по сравнению с батареями, которые обеспечивают ток. Каждый производитель предоставляет информацию о размерах, емкости и моделях использования своих аккумуляторов. Общая информация о батареях приведена в Таблица 3 .
| Таблица 3. Общие технические характеристики батарей | |||||
| Аккумулятор | Технологии | Номинальное напряжение (В) | Емкость (мАч) | Ø / Толщина (мм) | Вес (г) |
| A27 | Щелочная | 12 * | 22 | 8.0/28 | 4,4 |
| 394 | Оксид серебра | 1,55 | 63 | 9,4 / 3,5 | 1,1 |
| A312 | Цинк — Воздух | 1,4 | 160 | 7,9 / 0,5 | 3,6 |
| CR2032 | Литий | 3,0 | 225 | 20 / 3,2 | 2,9 |
| CR2450 | Литий | 3,0 | 620 | 24.5 / 5,0 | 6,8 |
| CR3032 | Литий | 3,0 | 500 | 30 / 3,2 | 6,8 |
| CR2 | Литий | 3,0 | 850 | 15,6 / 27,0 | 11 |
| AAA | Щелочная | 1,5 | 1000 | 10/44 | 11 |
| AAA | NiCd | 1,2 | 250+ | 10/44 | 9.5 |
| AAA | NiMH | 1,2 | 550+ | 10,5 / 44 | 13 |
| 9В | Щелочная | 9 † | 550 | 25,5 х 16,5 х 46 | 46 |
| AA | Щелочная | 1,5 | 2500 | 14/50 | 23 |
| AA | NiCd | 1,2 | 600+ | 14/50 | 22.7 |
| AA | NiMH | 1,2 | 1500+ | 14,5 / 50 | 26 |
| CGR18650 | Литий-ионный | 3,6 | 2250 | 18,6 / 65 | 45 |
| С | Щелочная | 1,5 | 7+ Ач | 25/49 | 70 |
| D | Щелочная | 1,5 | 16+ Ач | 34/60 | 141 |
| Автомобильная промышленность | Свинец — кислота | 12 ‡ | 40+ Ач | Разное | Разное |
* стопка кнопок (12 ячеек), † 6 ячеек, ‡ 6 ячеек
Помимо измерения тока, потребляемого схемой, еще одним фактором, влияющим на срок службы батареи, является скорость саморазряда.Для типов батарей, используемых в приложениях ISM, этот показатель сильно зависит от используемой технологии (, таблица 4, ).
| Таблица 4. Скорость саморазряда батареи | ||||
| Технологии | Анод | Катод | Электролит | Саморазряд (% / мес.) |
| Литий | Li | MnO 2 | LiClO 4 | <0,08 |
| Щелочная | Zn | MnO 2 | КОН | <0.17 |
| Оксид серебра | Zn | Ag 2 O | NaOH / КОН | <0,17 |
| Литий-ионный | LiCoO 2 | LiC 6 | Li Salt (var) | 2–3 |
| Свинец — кислота | ПБО 2 | ПБО 2 | H 2 SO 4 | ~ 6 |
| Цинк — воздух | Zn | O 2 | Zn | ~ 8 (открыт) |
| NiCd | NiOOH | Cd | КОН | 15–20 |
| NiMH | NiOOH | (вар) | КОН | ~ 30 |
Литиевые (Li +) батареи являются наиболее популярными для небольших потребительских устройств из-за их компактного размера и длительного срока службы (низкий саморазряд).Другими факторами, влияющими на выбор батареи, являются пиковая скорость разряда, а также температура хранения и использования. Несмотря на то, что эти батареи могут обеспечивать стабильное напряжение в течение большей части своего срока службы, каждая технология страдает от формы спада напряжения, вызванного постепенным увеличением последовательного сопротивления внутри элемента (внутреннего сопротивления (IR)). Это затухание часто используется для определения минимального рабочего напряжения радиоприемника. Однако, когда литиевые батареи достигают 90% своего номинального напряжения, оставшийся полезный ток также начинает достигать своего предела.
Например, когда батарея CR2032 использовалась на 200 мАч, внутреннее сопротивление обычно удваивается с номинального значения примерно 15 Ом до примерно 30 Ом, а напряжение падает с 3,0 В до 2,8 В. Обычно существует перегиб около 225 мАч, где ИК-ток батареи достигает примерно 50 Ом, а уровень питания падает примерно до 2,3 В. К тому времени, когда емкость опустится до 240 мАч, внутреннее сопротивление может превысить 120 Ом, а напряжение обычно упадет ниже 1,8 В. Таким образом, падение напряжения является менее важным аспектом срока службы батареи, чем полная потеря текущей емкости.
Диапазон
Прогнозируемая дальность действия системы сильно зависит от многих факторов, в частности от рабочей частоты, выходной мощности передатчика, эффективности антенны и чувствительности приемника. Препятствия, движение и даже атмосферные условия могут сильно влиять на рабочее расстояние, но это переменные, не зависящие от разработчика системы. Таким образом, планирование для условий наихудшего случая обычно ограничивает варианты конструкции мощностью передачи, выбором антенны и чувствительностью приема.
Выходная мощность передатчика может иметь самое большое влияние на дальность действия системы. Часто мощность, превышающая допустимую, используется от PA для компенсации низкой эффективности антенны из-за геометрии менее 1/4 волны, особенно в нижних диапазонах, где эффективность антенны может быть менее 10% (размеры брелоков ). Особенно важно соблюдать все нормативные требования целевого региона деятельности. Увеличение мощности может быть разрешено, если рабочий цикл передатчика будет варьироваться в зависимости от руководящих органов.
При выборе усилителя мощности на основе выходной мощности помните:
- Для большей выходной мощности требуется более высокий ток питания.
- Для более высоких диапазонов частот требуется более высокий рабочий ток (обычно из-за тока ФАПЧ).
- Более высокая выходная мощность может повлиять на нормативные ограничения, такие как максимальная излучаемая мощность, занимаемая полоса частот и мощность гармоник.
Таблица 5 суммирует возможности передатчиков Maxim ISM.
| Таблица 5.Возможности передатчика ISM | ||
| Деталь | Полосы (МГц) | Типичная мощность передачи (дБм) |
| MAX1472 | от 300 до 450 | 10 |
| MAX1479 | от 300 до 450 | 10 |
| MAX7032 | от 300 до 450 | 10 |
| MAX7044 | от 300 до 450 | 13 |
| MAX7049 | 288 до 945 | 15 (регулируемый) |
| MAX7057 | от 300 до 450 | 10 |
| MAX7058 | 315/390 (от 300 до 450) | 10 |
| MAX7060 | от 280 до 450 | 10, 14 * |
Все характеристики мощности рассчитаны на нагрузку 50 Ом и включают потери согласования / фильтра гармоник.
* При питании 5 В.
На стороне приемника системы чувствительность является подавляющим регулятором достижимого диапазона. Подобно передающей стороне, приемник, который может улавливать сигнал с мощностью на 3 дБ меньше, может компенсировать плохую антенну или плохую среду связи.
При выборе чувствительности приемника помните:
- Обычно приемники имеют лучшую чувствительность для модуляции ASK.
- Приемники обычно демонстрируют лучшую чувствительность для низких частот.
- Скорость передачи данных оказывает заметное влияние на чувствительность с гораздо лучшими показателями для низких скоростей.
Таблица 6 обобщает характеристики чувствительности приемников Maxim ISM.
| Таблица 6. Характеристики чувствительности приемника ISM | |||
| Деталь | Мод | Чувствительность приема 315 МГц (дБм) | Чувствительность приема 434 МГц (дБм) |
| MAX1470 | СПРОСИТЬ | -115 | -110 |
| MAX1471 | СПРОСИТЬ | -116 | -115 |
| ФСК | -109 | -108 | |
| MAX1473 | СПРОСИТЬ | -118 | -116 |
| MAX7032 | СПРОСИТЬ | -114 | -113 |
| ФСК | -110 | -107 | |
| MAX7033 | СПРОСИТЬ | -118 | -116 |
| MAX7034 | СПРОСИТЬ | -114 | -113 |
| MAX7036 | СПРОСИТЬ | -109 | -107 |
| MAX7042 | ФСК | -107 | -106 |
Все значения чувствительности указаны как «средняя мощность».«Средняя мощность несущей» будет на 3 дБ ниже, а «пиковая мощность» — на 3 дБ выше.
Протоколы
Выбор протокола для вашего приложения может быть заключительным этапом проектирования системы или отправной точкой, в зависимости от приложения. Протоколы определяют, как радиостанции будут обмениваться информацией, и включают такие параметры, как требования к телефонной связи (аналоговое аудио), структура данных / битов, методы кодирования, процессы обмена квитированием и сетевые дисциплины для совместного использования радиоволн.Есть много стандартных протоколов на выбор и столько же проприетарных форм связи. Обычно параметр конструкции, который имеет наибольшее влияние на выбор протокола, — это то, используется ли односторонняя или двусторонняя система. Двусторонние системы имеют тенденцию быть более сложными из-за необходимости согласовывать радиоволны и предотвращать конфликты между различными радиоузлами.
Общие приложения
Различные приложения имеют тенденцию группироваться по определенным направлениям связи, частотам и методам модуляции из-за их общих требований или ограничений. Таблица 7 обобщает типичные модели использования, основанные на приложении, и дает рекомендации по частотам и методам модуляции, обычно применяемым в каждом приложении:
| Таблица 7. Общие приложения | |||||
| Приложение | Прямой | Частота | Модуляция | Банкноты | |
| Автомобильная промышленность | Удаленный доступ без ключа (RKE) | односторонний | 315 МГц, 434 МГц | СПРОСИТЬ | Системы послепродажного обслуживания и элитные автомобили класса люкс переходят на двустороннюю связь, чтобы обеспечить обратную связь с пользователем в дополнение к функции RKE. |
| Пассивный вход без ключа (PKE) | 2-ходовой | 125 кГц, 13,56 МГц | СПРОСИТЬ | – | |
| Система контроля давления в шинах (TPMS) | односторонний | 315 МГц, 434 МГц | ФСК | – | |
| Устройство открывания гаражных ворот (GDO) | односторонний | 315 МГц, 390 МГц | СПРОСИТЬ | Военные США используют частоту 390 МГц в определенных местах; как таковая частота 315 МГц используется для покрытия этих областей | |
| Электронная система взимания платы за проезд (ETC) и автоматическая идентификация транспортных средств (AVI) | односторонний | – | – | – | |
| Беспроводной OBDII | односторонний | 315 МГц, 434 МГц | СПРОСИТЬ | Следите за условиями обслуживания, манерами вождения и т. Д. | |
| Автоматическое считывание показаний счетчика (AMR) | Счетчик воды | односторонний | 470 МГц, 868 МГц, 915 МГц | ФСК | AMR — это развивающаяся область автоматизации для крупных коммунальных предприятий и индустрии производства счетчиков. Это подмножество сенсорных сетей (HAN, NAN, ячеистая сеть), структур коллекторов / концентраторов и т. Д. |
| Счетчик газа | односторонний | 868 МГц, 915 МГц | ФСК | – | |
| Электросчетчик | 2-ходовой | 868 МГц, 915 МГц | ФСК | Иногда используется как «коллектор» для домашней сети (HAN) | |
| Домашняя автоматизация (HA) | Беспроводной пульт дистанционного управления | односторонний | 434 МГц | АСК, ФСК | Замена ИК, AV-системы, телевизионные приставки, управление мультирумом, беспроводная потоковая передача данных (канал управления) |
| Освещение | односторонний | 390 МГц, 418 МГц, 434 МГц | СПРОСИТЬ | Освещение настроения, согласованное с AV | |
| Управление двигателем | односторонний | 434 МГц | СПРОСИТЬ | Проекционные экраны, жалюзи / шторы, согласованные с HVAC | |
| Охрана / пожарная | 1-ходовой 2-ходовой | 345 МГц, 434 МГц | СПРОСИТЬ | – | |
| ГДО | односторонний | 315 МГц, 390 МГц | СПРОСИТЬ | Устройство для открывания ворот, охрана проезжей части | |
| Отвод тепла | односторонний | – | – | – | |
| Энергетический менеджмент | 2-ходовой | – | – | Программируемые термостаты, индикаторы ватт-метров | |
| Домашние метеостанции | односторонний | – | – | Дистанционное зондирование | |
| RFID | Отслеживание товара | 2-ходовой | 915 МГц, 2.45 ГГц, 5,8 ГГц | АСК, ФСК, БПСК | – |
| Железнодорожные перевозки | 2-ходовой | 915 МГц, 2,45 ГГц, 5,8 ГГц | АСК, ФСК, БПСК | – | |
| Беспроводная сеть | Bluetooth LE | 2-ходовой | 2,45 ГГц | FHSS | IEEE 802.15.1 |
| Wi-Fi | 2-ходовой | 2,45 ГГц, 5 ГГц | DSSS, FHSS, OFDM | IEEE 802.11 | |
| Отслеживание дикой природы | Земля / вода / воздух | односторонний | 410 МГц | ПСК | Спутниковая система ARGOS |
Компромиссы
Каждое приложение, рынок и дизайн будут разными, и, следовательно, у каждого будут разные приоритеты. Таблица 8 суммирует различные компромиссы, с которыми сталкиваются разработчики радиосистем ISM, и дает предложения по рабочим полосам и модуляциям.
| Таблица 8.Компромиссы с рабочим диапазоном | ||||
| Приоритет | Группа | Модуляция | Рассуждения | Компромиссы |
| Диапазон | Нижний, средний | СПРОСИТЬ | Предполагая большую антенну, более низкие частоты обеспечивают лучшую чувствительность приема. ASK обычно имеет лучшую чувствительность приема, чем FSK. Регулировка средней полосы позволяет увеличить излучаемую мощность передачи. | Стоимость, время автономной работы, размер, простота, DR, IR |
| Стоимость | Нижний | СПРОСИТЬ | Маленькие и простые схемы.ASK — предпочтительная модуляция для простой передачи. Микросхемы ASK RX, как правило, требуют наименьшего количества периферийных компонентов. | Диапазон, время автономной работы, DR, IR, допуск |
| Срок службы батареи | Нижний | СПРОСИТЬ | Более низкий ток потребления на более низких рабочих частотах как для TX, так и для RX обеспечивает более длительный срок службы от ограниченного источника. ASK требует только коэффициент заполнения% по сравнению с постоянными передачами для FSK. | Ассортимент, стоимость, LOS, простота, DR, IR |
| Размер | Середина | – | Если размер включает антенну, тогда диапазоны 868 МГц / 915 МГц являются лучшей целью, поскольку можно использовать небольшие антенны с разумными размерами апертуры и электрической длиной.Если по антенне ограничений нет, то обратитесь к приоритету «Стоимость». | Диапазон, LOS |
| Прямая видимость (LOS) / препятствия | Нижний | ФСК | Более низкие частоты проникают через препятствия, легче огибают объекты и меньше поглощают звук, чем более высокие частоты. На FSK меньше влияют многолучевость и возможные изменения амплитуды, вызванные движением (пример TPMS). | Срок службы батареи, размер |
| Простота | Нижний | СПРОСИТЬ | ASK — это более простая и терпимая в обращении схема модуляции.На большие длины волн (более низкие частоты) меньше влияют размеры платы и компонентов. | Диапазон, время автономной работы, DR, IR, допуск |
| Скорость передачи данных (DR) | Высшее | FSK, PSK расширенный спектр | Более высокие скорости передачи данных потребуют более широкой полосы пропускания для работы, а нормативные требования упрощены в более высоких диапазонах. Высокая скорость передачи данных, расширенный спектр и высокие диапазоны требуют большего рабочего тока. Меньшая апертура и более широкая полоса пропускания негативно влияют на дальность действия. | Диапазон, стоимость, время автономной работы, простота |
| Подавление помех (IR) | Средний, Высший | Спектр распространения | Модуляция с расширенным спектром очень хорошо подавляет несущие и другие помехи. Более широкие полосы пропускания, необходимые для работы, доступны в более высоких диапазонах. | Диапазон, стоимость, время автономной работы, простота |
| Допуск по частоте | Нижний | – | Более важен на высоких диапазонах.Более узкие фильтры ПЧ обеспечат лучшую чувствительность и больший диапазон. Абсолютную точность частоты легче получить на нижних диапазонах. TCXO дороже стандартных кристаллов. | Стоимость, простота |
Руководящие принципы
Все радиоустройства ISM, предлагаемые Maxim, включают в себя типичную прикладную схему в техническом паспорте. Эти схемы являются хорошей отправной точкой для проектирования системы. При построении схемы для передатчиков, как правило, единственными необходимыми другими компонентами являются микроконтроллер или простой интерфейс кодировщика, сеть согласования антенн и источник питания в той или иной форме.Для приемников необходимо будет настроить ряд настроенных схем на интересующую частоту и скорость передачи данных, в дополнение к интерфейсу микроконтроллера или декодера и системе питания. Как только схема будет готова, имейте в виду, что большинство проблем проектирования, возникающих в ВЧ-системах, можно проследить до плохой компоновки печатной платы. Изучение наиболее распространенных критических проблем, которых следует избегать при компоновке печатной платы, может сэкономить некоторое время на этапах тестирования и отладки при разработке системы. Обратитесь к руководствам 4636, «Избегайте ошибок при компоновке ПК в продуктах ISM-RF» и 5100, «Общие рекомендации по компоновке для РЧ-плат и печатных плат со смешанными сигналами» для получения дополнительной информации.Для передатчиков Maxim ISM обязательно ознакомьтесь со следующими указаниями по применению:
Примечание по применению 1954 г., «Проектирование цепей согласования выходных сигналов для передатчика MAX1472 ASK» Примечание по применению 3401, «Согласование передатчиков Maxim от 300 МГц до 450 МГц с малоконтурными антеннами»Для приемников Maxim ISM обратитесь к этим примечаниям по применению:
Примечание по применению 1017, «Как выбрать кварцевый генератор для супергетеродинного приемника MAX1470» Примечание по применению 1830, «Как настроить и согласовать антенну со схемой MAX1470» Примечание по применению 3671, «Методы разделения данных для приемников UHF ASK»Информация и руководства »Электроника
Радио теперь является ключевой частью повседневной жизни — от радиовещания до мобильной связи и многого другого.. .
Радиотехнология и радиочастотная конструкция или радиочастотная конструкция являются ключевыми для работы многих устройств, таких как радиоприемники, мобильные телефоны, маршрутизаторы Wi-Fi и многие другие устройства на основе радиосвязи.
Понимание используемых строительных блоков и принятых методов позволяет эффективно проектировать, поддерживать и использовать RF.
Радиосигналы и модуляция
Есть много разных форм радиосигнала, которые можно использовать. От простых форм модуляции, таких как амплитуда, частота и фазовая модуляция, до сложных сигналов с использованием таких методов, как прямая последовательность с расширенным спектром и мультиплексирование с ортогональным частотным разделением, в радиотехнике используется множество различных методов и технологий.
Описание различных типов модуляции и формы сигнала во многих случаях сопровождается электронными схемами, используемыми для их модуляции и демодуляции. Они полезны для проектирования радиочастотных схем, которые должны обрабатывать эти формы модуляции.
РФ Строительные блоки
В радиочастотном дизайне используется множество различных строительных блоков электронных схем. Существуют блоки электронных схем, такие как смесители, аттенюаторы и фильтры, которые широко используются для разработки радиочастот.
Радиоприемники
Важная область проектирования RF связана с конструкцией радиоприемника. Существует множество различных форм радиоприемников, каждый из которых имеет свои особенности. Также описаны различные спецификации и параметры, используемые в конструкции RF, и спецификации этих различных методов.
Основы радио
В этом разделе будут рассмотрены некоторые основные элементы радио и что это такое:
С увеличением количества всех форм беспроводной связи для всего, от мобильной / сотовой связи до таких приложений, как Wi-Fi и многие другие стандарты беспроводной связи, радиочастота или радиочастотный дизайн и радиочастотные технологии в целом приобретают большое значение.Даже если вы не принимаете непосредственного участия в разработке или настройке приложений для беспроводной и радиосвязи, понимание технологии RF и методов RF может быть очень полезным.
История (дизайна) магнитолы
Дизайн на ветру переменОн есть в каждом доме, отвлекает или развлекает нас, иногда вытесняет чувство одиночества: радио. Нажатие на кнопку ВКЛ принадлежит большинству людей утреннему ритуалу.Это устройство, которое мы используем каждый день — на самом деле, поскольку мы даже не воспринимаем его сознательно и не сомневаемся в его существовании. Таким образом, радиостанции прошли огромную историю развития, о чем стоит упомянуть — радиосистема и само устройство.
Когда радио началось в Германии
Радио кстати существует, когда это была революция в начале 20-х годов . «Вы слушаете передающую станцию Berlin Voxhaus, волна 400.»- это были первые слова немецкого радио 29 октября 1923 года. С тех пор радио заметно повлияло на образ жизни и жизнь следующих поколений.
Эта разработка принадлежит немецкому врачу Генриху Герцу, который доказал существование электромагнитных волн в ухе в конце 19-го, 90-го, 113-го, 90-го века. Предшественники радиодетекторов и трубчатые устройства изначально использовались в военных целях, но это изменилось 29 октября 1923 года — была отправлена первая развлекательная программа.Когда она началась, это была часовая программа, в которой играли фокстрот — вживую из студии. Несмотря на скептически настроенные политики, отправитель продолжал работать. Но содержание и техника все еще находились под контролем поместья во времена Веймарской республики. Каждое устройство должно было быть одобрено «Рейхспочтой» (почтовой службой Германии). Вначале слушателей было мало. Те, кто не мог построить приемник-детектор, не могли позволить себе один из первых приемников.
Это изменилось в конце 20-х годов : Новые методы производства сделали трубчатые радиоприемники доступными.Первый, получивший широкое распространение, производился компанией Audion, тогда еще Loewe-Audion GmbH, в течение пяти лет в Германии — это был региональный ресивер OE333. Зигмунд Лёве принадлежит к пионерам радиотехники, и в английской литературе он считается «немцем Генри Фордом».
Людям понадобились наушники для первых радиоприемников. Настройки радио легко терялись, так что слушателю приходилось настраивать звук снова и снова. Прикрыли радиоприемники в начале 1930-х годов.Громадные батареи древних устройств были заменены электричеством из розетки.
Первые годы радиодизайна — из роскошных предметов и музыкальных шкафов
Дизайнеры разработали радиоприемники в различных формах — включая радиочасы с длинным корпусом, кассетные или настольные радиоприемники, похожие на соборы (изображение слева). Воспроизведение перестало быть возможным только через наушники, а динамиком служила воронка. Эти появились как новые элементы дизайна и снова изменили дизайн радиостанции, а также переменный конденсатор для поиска отправителей, появившийся позже.Необходимые тогда радиоприемники с малым пространством позволили дизайнерам представить один революционный объект за другим. Глянцевые украшения, тщательно продуманные деревянные входы, шпон и текстильные покрытия сделали радиоприемники великолепными изделиями. Не было никаких ограничений и по размеру: от настольных устройств до музыкальных шкафов было все доступно.
От эксклюзивных развлекательных устройств до радиоприемников массового производства и пропагандистских машин
Радио контролировали националисты с 1933 года г.Министр пропаганды Йозеф Геббельс поощрял развитие дешевых радиоприемников — радиоприемников NS-эры — в качестве средства массовой информации. Радио или общественный приемник эпохи NS (изображение слева) был современным промышленным продуктом: Вальтер Мария Керстинг уже разработал его в 1928 году. Обложка имела четкие линии и была функциональна. Он был сделан из бакелита, как типичный радиоприемник 30-х годов, в качестве первого синтетического пластика. Он подходил как дешевая копия стиля арт-деко, так как был пластичным, долговечным и доступным.Во Франции и США можно было принимать международные радиостанции, но это было невозможно с радио эпохи NS. Вот почему националисты использовали радио для распространения своей идеологии. Радио эпохи NS субсидировалось государством, и его также можно было покупать по тарифам, чтобы быть доступным для всех.
Одним из первых радиоприемников, полностью сделанных из бакелита и основанных на стиле ар-деко, был первый Beolit 39 (1938 г.) производства Bang & Olufsen.Название «Белот» происходит от материала бакелит. Приставка Beo продолжает быть частью будущих производственных линий датской компании. Bang & Olufsen привлек большое внимание в 20-х и 30-х годах своим техническим обновлением. Например, компания изобрела своего рода адаптер для подключения радио к розеткам, поскольку раньше оно питалось только от батареек.
Настольное радио «Спартон» Уолтера Дорвина Тига (изображение справа) было не менее важным для истории радио тогда.Дизайн линий электропередач был типичным для 30-х годов, демонстрируя динамизм и оставляя позади прямоугольную форму. Радиоприемник сегодня находится в Бруклинском музее.
Начало демократии и культовых радиостанций
Голос последней пропагандистской станции замолчал вскоре после безоговорочной капитуляции Германии. Три западные державы-победительницы запретили использовать радио в качестве центрального инструмента для информационных целей. В программу радио вошли демократические идеи.Он был там, чтобы развлекать, передавать культурные темы и просвещать людей, и в основном он был там, чтобы информировать о том, что на самом деле происходило в эпоху национализма тогда. Станции были переданы в немецкие руки в 1949 , и они объединились с такими учреждениями, как ARD (рабочая группа немецких вещательных компаний) в 1950 году. Это было важной вехой в истории радио.
Были произведены первые радиоприемники с ультракоротковолновым приемом, в том числе Operette 50 от Telefunken (изображение слева).Изначально там было всего несколько слушателей, которые могли позволить себе дорогие устройства.
Это изменилось во время экономического чуда. Появились аудиоустройства, которые были технически оптимизированы и производятся до сих пор, имея культовый статус. Среди таких радиоприемников — Model One от Tivoli Audio (изображение сверху), разработанная Генри Клоссом в начале 60-х годов.
Эстрадное и частное вещание — от любимого времени к любимой станции
То, во что мы не можем поверить сегодня: слушатели радио включили устройство для очень определенной программы в 70-е годы .У слушателей было свое любимое время, но не любимая радиостанция. Когда появилось телевидение — большой конкурент радио, — радио стало дополнительным средством коммуникации. Слушатели не ждали выхода «своей» программы. Соответственно, отправители предлагали больше чередования, больше новостей, более быстрые отчеты и много музыки. Заведение ARD начало предлагать дополнительные волны поп-музыки и услуг. Станция SWF-3 «Pop-Show» была магнитом для слушателей.
Простые, в основном портативные транзисторные радиоприемники и комбинации стереоустройств с кассетными магнитофонами также начали появляться в то время, десять лет спустя, включая CD-плееры.Эти коробчатые магнитолы были широко распространены до конца 80-х годов.
Договор о недвижимости от 1987 разрешал общий доступ частных радиостанций. Усадебные радиостанции и станции, принимаемые по всей стране, стали популярными — тяжелое время для общественных станций.
Наши рекомендации для вас: Радио, Колонки Посмотреть сейчас!
Радио поменяли с инетом
Радио утратило свой статус самого быстрого средства связи с появлением Интернета — и оно также немного потеряло свою актуальность.Люди могли слушать музыку онлайн. Радиостанции становились все более и более доступными в Интернете — с прямой трансляцией своих программ, но также и с интернетом, чтобы стимулировать общение со слушателями. Более того, появилось бесчисленное количество интернет-радиоприемников, предлагающих музыку на любой вкус — круглосуточно. Подкастинг и аудио по запросу позволили подписаться на определенные программы или загрузить их, чтобы прослушать их немного позже.
Высококачественная техника и ностальгический дизайн
Современные радиоустройства адаптируются к требованиям современного мира.Но не отказываются от элементов классического стиля, поскольку они придают радио характерный вид. Хорошим примером плавной интеграции современной цифровой техники в классический европейский дизайн является цифровое радио Heritage от Revo (изображение справа). Похоже, радио, которое мы знаем из детства, еще до появления интернет-радио, но оно предлагает такие функции, как док-станция для iPod, и, например, поддерживает интернет-радио через WLAN.
Цифровая радиостанция SuperConnect от Revo также выполнена в ретро-стиле.Его корпус изготовлен из американского ореха, благородный и классический внешний вид выполнен из анодированного алюминия и стали, и в нем не видны самые современные технологии, скрытые за крышкой.
Классические объекты дополняются многочисленными новинками радиоприемников, представленных на рынке. Технические возможности и ограниченное пространство функций и элементов управления дают свободу творчеству дизайнеров. Так радиодизайн 21 th стал существовать без ограничений и ограничений — как по внешнему виду, так и по функциям и материалам.Хороший пример: в 2000 году Марк Бертье разработал Tykho Radio от Lexon, поверхность которого полностью состоит из резины.
Техника находится в центре внимания других разработчиков радиооборудования. Такой магнитолой является Lexon Flow. Прозрачная крышка не хочет скрывать технику за якобы простым устройством, поскольку сводится к необходимому.
Дизайн радио становится вопросом удобства использования
Современные радиоприемники удовлетворяют потребности слушателей, предлагая все больше и больше возможностей — беспроводные и с питанием от батарей, портативные, с полным звуком Hi-Fi, цифровые усилители, прием WLAN и Bluetooth, элементы сенсорного управления и многое другое.Сегодня в промышленном дизайне все более и более важно удобство использования. Дизайнеры не только создают внешний вид, скрывая технику. Они хотят сохранить удобство использования всех функций и сбалансировать их с соответствующим внешним видом.
Производитель радиомодулей | CIRCUIT DESIGN, INC.
Австрия
Circuit Design GmbH
Телефон: + 49-89-358283-60
Электронная почта: info @ circuitdesign.de
Reimesch Kommunikationssysteme
GmbH
Телефон: + 49-2204-584751
Эл. Почта: [email protected]
Бельгия
IDVISION bvba
Телефон: + 32-57-216141
Эл. Почта: [email protected]
Чешская Республика
MICRORISC s.r.o.
Телефон: + 420-493-538-125
Электронная почта: [email protected]
Дания
Acal BFi Nordic AB (Дания)
Телефон: + 45-7026-2225
Эл. Почта: [email protected]
Финляндия
Acal BFi Nordic AB (Финляндия)
Телефон: + 358-207-969-770
Электронная почта: info @ acalbfi.fi
Франция
Taiel Electronique
Телефон: + 33-610-482403
Электронная почта: [email protected]
Германия
Circuit Design GmbH
Телефон: + 49-89-358283-60
Электронная почта: info @ circuitdesign.de
Reimesch Kommunikationssysteme
GmbH
Телефон: + 49-2204-584751
Эл. Почта: [email protected]
Италия
RAFI S.r.l.
Телефон: + 39-011-9663113
Электронная почта: [email protected]
Люксембург
IDVISION bvba
Телефон: + 32-57-216141
Электронная почта: info @ idvision.нетто
Нидерланды
IDVISION bvba
Телефон: + 32-57-216141
Эл. Почта: [email protected]
Норвегия
Acal BFi Nordic AB (Норвегия)
Телефон: + 47-32162060
Эл. Почта: [email protected]
Польша
MICRORISC s.r.o.
Телефон: + 420-493-538-125
Электронная почта: [email protected]
Португалия
FQ Ingenieria Electronica
Телефон: + 34-93-2080258
Эл. Почта: [email protected]
