Uso de condensadores para la comunicación por radio

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Estoy usando un transmisor de radio NRF24L01 + 2.4GHz para hablar entre Arduinos. Estaba teniendo problemas con ellos frecuentemente cortando por períodos cortos de tiempo. Noté que cuando agregué condensadores de 100uF a los pines de alimentación del NRF, casi no tuve caídas de paquetes. Agregué condensadores de tantalio 100uF al diseño de mi placa de circuito, pero cuando conecté los NRF, seguía teniendo el mismo problema que antes. (Aunque un poco mejor). Cuando soldé el condensador a los cables manualmente, estaba usando un condensador electrolítico de aluminio.

El NRF está conectado a su propio regulador LDO de 3.3V dedicado que puede suministrar 500 mA de corriente, por lo que la alimentación no es un problema.

He oído que estos NRF son increíblemente sensibles al ruido de voltaje, por lo que agregar condensadores es bueno para ellos. Pero mi sospecha en este momento es que para este caso, los condensadores electrolíticos de aluminio son mejores para este propósito que el tantalio (y más baratos). ¿Estoy en lo cierto en este supuesto?

Además, si estoy tratando de obtener el voltaje más suave para el NRF, ¿cuál es la mejor configuración de condensador? ¿Debo hacer un electrolítico de aluminio grande de 100 uF? ¿O debería hacer un condensador de cerámica de 100uF de aluminio y 0.1 uF en paralelo?

    
pregunta M.Schindler

2 respuestas

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¿Te das cuenta que un 100uF de propósito general puede tener una ESR de 2 ohmios? mientras que un LOW ESR 100uF será < 10us o 0.1 Ohm.

Siempre es importante conocer (probando) la sensibilidad para suministrar una onda a cualquier radio RF cuando considere que el umbral de sensibilidad está en el rango de uV.

Incluso si la corriente de Rx es solo de 10 mA y la impedancia de salida de LDO es de solo 0.1 ohmios a una alta frecuencia de rizado, debe comprender que la regulación de la carga es sensible a la frecuencia, ya que la ganancia de bucle en el LDO disminuye con el aumento de f. El ESR de la tapa paralela debe ser muy bajo para esta atenuación RC o, mejor, para usar el desacoplamiento LC para obtener un efecto de segundo orden.

Lo que haría sería inyectar ruido con un barrido de FM de onda sinusoidal y encontrar el umbral de pérdida de sensibilidad de Rx en el nivel mínimo de RF. Esto se puede hacer usando un generador de barrido FM de voltaje con un divisor de resistencia y mida la energía con un analizador de espectro AC acoplado en 50 Ohmios. Luego puede medir el espectro de corriente de carga de RX durante los datos de Tx utilizando una resistencia de derivación a tierra de 1 ohmio y un par de CA en el analizador de espectro de 50 ohmios.

Una vez que conozca la ESR del sistema actual, la corriente de ondulación y la sensibilidad de ruido de Rx, la elección de las tapas de ESR bajas con la serie L de baja ESR opcional, puede diseñar la función de transferencia de su LPF de potencia para que no haya cambios en x uV Rx umbral de sensibilidad y, por lo tanto, sin abandono y sin pérdida de rango o aumento en BER.

Esta es una operación de rutina para cualquier diseñador de RF, a menos que conozcan por experiencia y diseñen el filtro correcto y lo hagan bien primero. RF Beads ayudará con el ruido de RF inducido y prestará atención a todas las demás fuentes de interferencia o degradación de BER por diafonía.

Una vez que conozcas este umbral de sensibilidad de onda vs f. luego puede diseñar su filtro LDO LPF para asegurar la ondulación de la carga y verificarlo.

Obtenga las herramientas adecuadas y entienda que 1 / Zo error de regulación de carga con ESR y SRF de partes de filtro vs f ayuda a ahorrar tiempo en la depuración de problemas de radio para que pueda ver otras causas como error de retardo de grupo, falta de coincidencia de antena, rendimiento de PLL, xtal error etc.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist
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Para comparaciones válidas, los dos tipos de condensadores deben conectarse a la exacta mismo punto en el circuito.

También la frecuencia del timbre depende de la inductancia; El cable de 4 "en el aire, no sobre un plano de ningún tipo, tiene una longitud de 100 mm y, por lo tanto, una inductancia de alrededor de 100 nano. Esa inductancia, con un condensador de 100 uF, resuena en

1 / sqrt (L * C) en radianes / segundo

1 / sqrt (100nH * 100uF) = 1 / sqrt (1e-7 * 1e-4) = 1 / sqrt (1e-11)

= 1 / sqrt (0.1 * 1e-10) = sqrt (10) / sqrt (1e-10) = 3.16 / 1e-5 = 316,000 rad / sec

~~ 50,000 Hertz timbre

La resistencia de amortiguación óptima (Q ~ 1) es sqrt (L / C) = sqrt (0.001)

= 31 miliOhms, para cable de 4 "

    
respondido por el analogsystemsrf

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