Исследование ФПВ приемников 5.8 ГГц.

Наконец дошли руки написать логическое продолжение статьи: http://copterpilot.ru/articles/sravnenie-peredatchikov-po-kachestvu-signala/.

На этот раз к нам на операционный стол попал приемник.

Испытания

В общем, подавляющее большинство приемников основано на модуле RX5808 (см. рис.).

5

 

«Сердцем» данного модуля является чип RTC6715. Его основные функции:

1. Прием и усиление сигналов в полосе 5.8ГГц;

2. Перенос сигнала с 5.8ГГц на 480Мгц (гетеродинирование);

3. Фильтрация перенесенного сигнала на внешнем фильтре;

4. Демодуляция видео сигнала и выдача потребителю (микрухе, которая выводит картинку на экраны очков, шлемов и т.п.).

Первое, что пришло на ум, это проверить качество того самого фильтра из пункта 3. Вполне логично предположить, что, если фильтр имеет плохую избирательность, то сигналы с  передатчиков, работающих на соседних каналах, могут просачиваться в демодулятор. Однако, как показали измерения, фильтр имеет вполне неплохую избирательность, и полезный сигнал выходит вполне «чистеньким» после него.

1

Было решено исследовать сигнал до фильтра, но после гетеродина. Включение одного передатчика не дало никаких интересных данных, сигнал, как сигнал на 480МГц, не давал повода усомниться в качестве приема. Однако стоило нам включить одновременно с первым второй передатчик, нарисовалась вполне занятная картина:

4

Вместо 2 пиков, мы увидели как минимум 6 отчетливых сигналов, при чем расстояние между ними было равно первоначальному расстоянию между каналами, на которых велась передача полезных сигналов. Такой эффект, возникающий в смесителе гетеродина имеет название — интермодуляция, или интермодуляционные помехи.

Немного подробнее о работе смесителях и интермодуляционных помехах можно почитать тут: http://news.cqham.ru/articles/detail.phtml?id=519.

Нас же интересуют те закономерности, по которым эти помехи возникают, и способы борьбы с ними.

Исходя из статьи, представленной выше, можно выяснить, что интермодуляционные помехи для 2-ух сигналов имеют разные порядки. Как выяснилось самыми опасными являются помехи 3 порядка, они возникают на частотах f3=2*f1-f2 или f3=2*f2-f1. Однако продукты интермодуляции 5-го порядка также могут доставить хлопот, они в свою очередь возникают на частотах f3=3*f1-2*f2 или f3=3*f2-2*f1. Для попытки объяснения, что все это за неведомая магия, обратимся за примером к последнему рисунку. Предположим, что 2 передатчика работают на частотах Raceband, на 3 и 4 каналах.

6

 

Таким образом, посчитав частоты по приведенным выше формулам, или взглянув на рисунок выше, станет понятно, что например помехи 3-го порядка просто пролезут во 2 и 5 каналы Raceband, а помехи 5-го порядка —  в 1 и 6 каналы Raceband. Можете сами убедиться, например включив одновременно 2 передатчика, скажем на тех-же 3 и 4 каналах, на приемнике настройтесь на 5 канал, с очень высокой вероятностью на 5 канале вы увидите картинку с 3 или 4 каналов, или даже их мешанину.

Выводы

Методов борьбы с этими помехами может быть несколько. Мы не будем говорить о замене приемных модулей на более качественные, т.к., если честно, то таких модулей широкого потребления просто больше нет. Однако есть принципы, следуя которым можно уменьшить шанс ловить такие помехи, даже с нашими приемными модулями:

1) Уменьшение мощности передатчиков.

Собственно помехи тем больше, чем больше уровни входных сигналов. Подробности можно также прочесть по ссылке выше. Нам же просто стоит запомнить простую вещь, если нет необходимости повышать мощность, то летайте на минимально возможной. 25 мВт вполне хороший выбор, который позволит строить адекватные по размерам трассы, иметь хороший прием, и уменьшить вероятность возникновения интермодуляционных помех.

2) Правильный выбор частот.

После появления RaceBand набора частот, все кинулись использовать его, считая  больший разнос по частоте (37МГц) каким-то невообразимым плюсом, хотя, по большей части, это не имеет значения. Подбор набора частот, с учетом того, чтобы интермодуляционные помехи не попадали в диапазоны полезных сигналов — вот залог успеха. И этот набор следует выбирать из всех возможных «диапазонов», в том числе и RaceBand.

Была написана программа, которая подбирает «чистые» наборы частот для заданного количества пилотов. Методом полного перебора и оценки помех для каждого набора были найдены оптимальные наборы частот для 4,5,6 и 7 пилотов, летающих одновременно (без учета LowBand диапазона).

4 pilots 5 pilots 6 pilots 7 pilots

В соответствии с распределением каналов:

1

 

можно привести для примера следующие наборы частот:

- Для 4 пилотов: E4 (5645), E2 (5685), A7 (5745), E7 (5925)

- Для 5 пилотов: E4 (5645), E2 (5685), A7 (5745), E6 (5905), E7 (5925);

- Для 6 пилотов: Е4 (5645), Е2 (5685), А7 (5745), А3 (5825), Е6 (5885), Е7 (5925);

- Для 7 пилотов: E4 (5645), R2 (5695), A8 (5725), B3 (5771), B8 (5866), R8 (5917), E8 (5945).

В теории, для 4 и 5 пилотов, при использовании этих наборов частот, и при условии, что вокруг больше нет источников сигнала на 5.8ГГц, даже не имеет значения на каких мощностях летают пилоты, помех быть не должно. Для большего числа пилотов не найти абсолютно идеальных наборов, исключающих абсолютное отсутствие интермодуляционных помех, однако при использовании 25 мВт с высокой долей вероятности получится летать без помех.

Либо для 4 пилотов наборы частот, включающие в себя только raceband, чтобы было удобнее переключаться, не меняя при этом частотную сетку:

Снимок1

Заключение

Читатель, большая просьба с друзьями протестировать представленные наборы частот и оставить комментарии, особенно интересно тестирование для 6 и 7 пилотов, летающих одновременно. Теория теорией, но вполне вероятно, что есть еще принципиально важные источники помех, тогда нужно будет копать дальше=) Но, думаю именно эти наборы позволят расходиться по частотам, и устраивать гонки с хорошим качеством видеосигнала. В дальнейшем думаю оптимизировать алгоритм расчета, и посчитать оптимальные частоты для большего числа пилотов.

Жду Ваших отзывов.

 

 

Добавить комментарий