基本的射频电路需要什么?


38

我正在寻找可以帮助我构建非常基本的RC电路的任何资源。我说的很简单,就是使用RF打开/关闭LED。该电路的目的是用于研究和教育。如果有人知道我可以从哪里获得简单的RF电路甚至是教程或原理图的零件,那将是不胜感激的。

从我收集的资料来看,(并且我绝对是菜鸟)我将需要一个发送器和一个接收器...对吗?

老实说,我知道你们可能都对这个问题感到烦恼并相信我,如果我能为初学者找到进入RF的方式,我不会打扰大家,但实际上我正处于最艰难的时期,为RF电路寻找良好的资源建造。我所寻找的只是使我朝正确的方向开始,然后我可以从那里走的东西。

我在Google上搜索了大约一千种东西,试图找到有关此的信息,但最终我得到的只是一堆RC飞机/船只网站。不需要定期进行基本的自行动手构建电路。

请不要红外线。我只对无线电控制感兴趣。谢谢!


1
谢谢大家的回答。有很多不错的工具,但拉塞尔·麦克马洪(Russell McMahon)投入了大量精力,并提供了许多有用的信息。现在,我有了一些不错的起点,非常感谢!
Digital Brent

1
ARRL手册。从基础到中级的无线电相关知识的重要来源。
尼克·阿列克谢夫

您可以在此处找到一些书籍和杂志:officinahf.jimdo.com/riviste-libri-manuali
Antonio

1
您应该了解以下重要信息:传输RF需要适当的法律许可。通常,您不必为此担心,因为您使用的是商业产品,并且许可证随产品一起提供。但是,当您自己动手修修补补时,在不知情的情况下做非法的事情变得非常容易。如果您使用的现成的发送器和接收器组件不允许您自己设置频率或功率电平,则通常仍然是安全的。除此之外,如果您不小心,很可能违反法律。
格伦·威伦

1
谢谢你的提醒。我没有考虑过,但是我很感谢这个建议!
Digital Brent

Answers:


34

如果您想要完整的DIY(这可​​能不是您的最佳起点),那么类似的事情就可以轻松实现。接收器在左边。发射机在右边。

在此处输入图片说明

那是从RF思想的这一精彩页面开始的自制RF电路设计思想这些往往只是没有音符的电路,因此对于初学者来说是一个飞跃。

此处有实际电路图


无线门铃可能会做您想要的。


“ ASK” RF数据模块比比皆是-一次就能在1000个阿里巴巴广告商中找到它们。

这是一款仅售US $ 6且免运费的产品。使用Nordic的nRF24L01收发器IC。

在此处输入图片说明

来自Sparkfun- 使用相同的IC-$ 20。

  • 说明:nRF24L01模块是SparkFun提供的最新的RF模块。该模块使用Nordic Semiconductor的2.4GHz收发器nRF24L01 +。该收发器IC工作在2.4GHz频段,并具有许多新功能!充分利用nRF2401A的所有优点,并添加一些额外的管道,缓冲区和自动重传功能-非常好!

您可以使用IC自己动手做,这是板载的东西(+电源) 在此处输入图片说明


有许多低功耗短距离低成本无线数据模块可用。

这里有大量的想法入门者正在寻找小型的无外壳模块。

有点花哨但是可以做您想做的-但使用起来也有些复杂,价格为13.50英镑,有点贵Pololu Wixel

类似


433 MHz ISM频段收发器。$ 15US / 1。这里

在此处输入图片说明


变送器$ 3免运费。接收器将是〜类似在这里

在此处输入图片说明


在这里盖章

开源的

  • panStamp是可从Arduino IDE进行编程的小型无线模块。每个模块包含一个Atmega328p MCU和一个Texas Instruments CC1101 RF接口,提供必要的连接性和处理能力,以创建自主的低功耗无线节点。一切都包含在一个紧凑的DIP-24模块中。

储存 $ 18.55基本单位。

在此处输入图片说明


像这样的稀有单元,以适中的价格广泛可用。该网站仅出售它们(可能)。

在此处输入图片说明


您提到了许多短距离解决方案,但您是否推荐任何长距离解决方案(公里或英里)?
Joe Phillips)

@JoePhillips这是一个已有5年历史的问题,需要短期解决方案。其中一些范围达数千米。但是,如果您的要求有很大不同,那么可以提出一个新问题。您可以参考与您的需求相距甚远的答案作为指导。通过网络搜索可以轻松找到大量设备。看完之后,告诉我们您要实现的目标,在互联网上找到的目标以及为什么容易从AliExpress或Ebay或...等廉价商品中获得满足您的需求。
罗素·麦克马洪

是的...通过简单的网络搜索找到了太多的设备:)
Joe Phillips

@JoePhillips除了我们不是完全无所不知之外,您还需要付出至少一些努力来提出您想要达到的目标的“规范”或要求。将该网站视为一种懒惰的方式,使人们了解您的想法,这往往会以成倍的速度破坏该网站对您的有用性。
罗素·麦克马洪

17

这些家伙都没有告诉您,RF电路通常包含哪些基本构建块。振荡器-调制器电路,滤波,放大器级等。这里的窍门是将1和0编码为更智能,对噪声更有弹性的东西。

您没有提到知识的基础,所以让我从头开始。

无线和有线通信协议之间的最大区别在于噪声和发射信号的功率。无线连接时会产生很多噪音,因此您需要对数据进行编码,而不仅仅是发送数据。

例如AM无线电-调幅无线电。发射信号(称为载波信号,例如恒定的433 MHz载波),然后将1和0编码为信号的放大,因此,低振幅的433 MHz波为0,高振幅为1。您也可以进行调频,在此您可以调整频率而不是幅度。这具有除AM之外的其他特性,并以其他方式受到噪声的影响。

有几种方法可以对该信息进行编码。这称为键控(对于幅度移位键控,AM可以称为ASK)。您还将偶然发现PSK,这意味着相移键控,您无需改变幅度或频率,而是改变相位。这比AM和FM更智能,甚至可以允许更高的带宽,因为您可以在载波中嵌入更多符号。

这只是调制或键控阶段。为确保数据完整性,您应使用某种带有适当信号编码的协议。例如汉明(Hamming)或里德-所罗门(Reed-Solomon)编码。例如,您可以传输一定百分比的冗余数据,这将使您丢失一些数据,并且仍然在接收方重新创建-无需重新传输。

这听起来确实很先进,因为确实如此。如果您不仅仅需要概念验证,还需要大量深入的分析和数学运算才能启动和运行DIY RF电路。

我还没有谈到滤波技术,这是射频电路的另一个重要组成部分。

顺便说一句,当我研究键控技术时发现了一件有趣的事情:802.11 WiFi会随着链路信号强度的波动而改变键控和编码方案。它将使用更密集的键控方案和较少的具有良好信号强度的冗余数据,以优化针对其正在传输的环境的传输方案。这种硬性优化是您不用担心使用商用RF IC的一个很好的理由。 。有人花了很多心思,它确实是高级的东西。好吧,至少对我来说是;)

编辑:

我问过同样的问题,而且我发现RF即使在网络上也有很高的入门门槛,如果不先学习一些理论,您将无所不能。至少足以了解和识别缩写,而且还具有数学技能和工具,例如Matlab或Octave。DIY竞争对您来说并不平凡,在电子推动器上,您只需花10美元就能得到:)

此页面包含有关RF电路的一些基本信息

此页面上有关于I / Q分析的数学介绍。

编辑2:

DIY竞争对您来说并不平凡,在电子推动器上,您只需花10美元就能得到:)

现在,在eBay上,这一天更可能是1-5美元。我以每对接收器/发射器1美元的价格购买了许多简单的433 / 415MHz ASK模块。更高级的模块要贵一些,但是RF电路变得非常便宜。


“顺便说一句,当我研究键控技术时发现了一件有趣的事情:随着链路信号强度的变化,802.11 WiFi将改变键控和编码方案。” 那么,当前使用的802.11 b / g / n的关键是什么?在哪里可以找到描述?
dnnagy

7

图书馆。查阅过去30年出版的任何版本的《业余无线电手册》。它将在大约一年左右的时间里教您有关RF的所有知识。它确实是我有史以来最喜欢的电子书籍之一。


6

为了研究教育?为什么不从AM发射器开始并使用AM收音机作为接收器呢?没有比这更简单或更便宜的方法了:)这是一个简单的例子: AM发送器

您可以使用躺在附近的任何旧AM收音机接收。然后,您可以使自己成为AM发射器 AM接收器

如果您可以使用它,则可以对其进行修改以打开灯,而不是发送音乐或语音。也许这并不是说家庭自动化设备的制造方式,但是如果您想学习或教书,AM收音机将向您介绍这一切的工作原理。

编辑:我知道我有一本书,但是我必须去找到它。由Cotter Sayre完成的无线设计。我看到有人在对亚马逊的评论中也建议:RF设计中的实验方法,这看起来很有趣,但我本人却没有。

玩得开心!


4

我想我回答这个问题很晚。大约2年前,我正处于您的情况。我从RF开始学习电子学。哦,天哪,到目前为止,这是一段多么艰难的旅程。我还必须维持一份日常工作才能将食物放在桌上。因此,让我向您简要介绍一下。我选择不使用任何预建模块。

1)传输频率是多少?我计划200 MHz,但后来降到60 MHz。检查第二步。

2)为什么要这样做,因为一旦开始将这些组件放在一起,您会注意到电容器和电感器的行为不符合预期。此外,您将面临大量的寄生电容。构建一致的本地LC振荡器非常困难。您将面临很多噪音,我的意思是很多。您还将在频率上有泛音(谐波)。您需要扎实的傅里叶变换知识和零极点知识。它们如何使您产生共鸣。同样在这里,您需要了解反馈,尤其是。正面反馈。书籍通常会教给您有关负面反馈的信息,但几乎不会传递正面反馈(即使确实如此,它们也往往很简短)。设计稳定的振荡器将使您对几乎整个模拟电子学都有全面的了解。

3)好的。因此,您有一个稳定的振荡器,现在需要设计天线。正如我所说,较低的频率意味着天线尺寸较大,反之亦然。自行设计天线时,您需要彻底了解传输线理论和电磁学。假设您使用的是HF / VHF。如果要转到微波区域(> 1 GHz),则需要了解波导。在设计天线时,您必须非常小心馈电点设计,以确保您拥有均衡的辐射(例如,偶极天线)。您可能需要学习4NEC2之类的软件,它免费而且非常好。

4)所以您有天线和振荡器。现在,您必须创建信号并发送。假设您要进行数字通信。在这种情况下,让我们先谈谈创建基带信号和调制。

4-a)假设您要发送一个字节的数据。您首先要决定的是要同步还是异步。我的意思是说本地正弦波振荡器(上面的阶段2)是否同相。假设我们想要一个异步相位,比如说螺丝相位(尽管从字面上看,相位是一个非常重要的概念)。现在必须对数据进行调制。您可以使用多种调制技术(尝试使用Haykin的Digital Communication,请检查有关通带传输的章节)。这是一个很难的话题。您还需要想出一种方法来同步发送器和接收器中的时钟,而不管您是否要同步/异步通信。您可能会很聪明,在这里尝试一些现代的dsPIC单片机。

4-b)现在让我们谈谈发送。如您所知,您不能以非常低的频率(例如20 KHz)发送信号。您必须将信号移到更高的频率。您需要了解一些叫做Mixer的东西。在这里,您必须将频率上调(下调)。

5)我说过过滤吗?您必须通过DSP消除信号中的噪声。在这里,您需要了解过滤理论。您可以实现FIR / IIR滤波器。在此阶段,您需要在数学,信号和系统方面真正扎实。

6)您还需要精通硬件编程,因为您将对DSP处理器(例如dsPIC)进行编程。

请记住,这是我给的非常广泛的想法。您需要非常熟悉通用PCB上的焊接电路。在这里,您将面对诸如寄生电容,接地层之类的概念,所有这些概念都可能破坏您的系统。

祝好运。您选择了正确的起点,您会度过艰难的时光,但是如果您正确地做所有事情,那么您将成为一个人的地狱。

我的项目仍未完成,正在进行中。


3

您正在冒险进入一个复杂的领域。如果您真的要继续,请查看XBee。您不希望初学者自己尝试这样做。使用预构建的模块完成复杂的任务不会感到羞耻。


3

我会简单地说,首先构建一个简单的1晶体管晶体管发射机,例如,如下所示:我构建了该晶体管,它通过FM无线电发送大约30M的信号。调优最多是困难的,并且需要很大的耐心。我通常不向初学者提供此功能,但以相同的方式构建接收器,只是将“储罐”电路馈入晶体管的基极。储罐为线圈,电容器为蓝色阴影。两个储罐必须调整为匹配频率,否则将不起作用。小费!阅读...阅读...然后阅读更多。如果您真的希望它能正常工作,请购买低成本的频率计。E湾!如果您愿意使用Google的“ Images下的1个晶体管接收器”,这里有很多电路,我有25年的经验,可以告诉您,您选择了一个非常复杂的地方来开始学习电子产品。该电路非常基础,但可以工作。您应该真正研究RC和Filter网络,因为这是成功的关键!我并不是说听起来令人沮丧,但是请任何工程师询问,他们会告诉您,构建与频率不匹配的发射器或接收器很容易。对于初学者而言,最困难的部分是频率漂移。暗示!水晶?祝好运!:)

简单的发射器

By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.