Home Forum Scrivi una domanda di elettronica Misurare segnale RF 433Mhz con oscilloscopio/analizzatore di spettro

Questo argomento contiene 10 risposte, ha 4 partecipanti, ed è stato aggiornato da  Raffaele65 1 anno, 8 mesi fa.

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  • #59147

    s1m0n3t
    Membro

    Ciao a tutti…recentemente mi sono trovato a progettare sistemi via radio digitali che comunicano sulla classica frequenza 433MHz ed essendo diventato un lavoro piuttosto serio, mi occorrerebbe uno strumento di analisi per misurare ad esempio l’ampiezza del segnale trasmesso da diverse antenne pcb, in diverse posizioni, eccetera… Oltre a questo, mi sarebbe anche utile collegarlo al pc per analizzare i pacchetti trasmessi (ma per questo posso anche accontentarmi di un modulo ricevitore collegato via seriale).
    Dando uno sguardo tra i diversi distributori ho trovato oscilloscopi/analizzatori di spettro con portata 600MHz o 1GHz che partono da 2500-3000 euro…per arrivare a decine di migliaia di euro. So che sono strumenti piuttosto sofisticati e forse pretendo troppo cercando qualcosa di più economico, ma secondo voi per fare misurazioni banali (ampiezza di un segnale a 433MHz) può essere sufficiente un oscilloscopio da 100 o 200MHz? Questi ultimi li ho trovati a poche centinaia di euro…molti hanno una frequenza di campionamento di 1Gsps: questo vuol dire che una pseudo-sinusoide a 433MHz la vedrei squadrata (poco importa..) oppure questa frequenza viene tagliata via a monte? Inoltre tra le specifiche di un oscilloscopio da 100MHz leggo 1Gsps (reale), 50Gsps (equivalente). Questa frequenza di campionamento “equivalente” a cosa corrisponde? Devo tenerne conto o è un’inutile dato tanto per attirare l’attenzione (analogamente all’interpolazione o allo zoom digitale di una fotocamera)?

    #71773

    s1m0n3t
    Membro

    Ad esempio…butto lì un’ipotesi, scusate l’ignoranza ma ancora non ho molta esperienza in questo campo. Se facessi un ricevitore rudimentale con uno stadio di amplificazione in ingresso e un divisore di frequenza? Potrei “leggere” le variazioni di intensità di un segnale a 433MHz come se fossero circa 54MHz, dividendo per 8. Tanto, come ripeto, non mi interessa visualizzare una perfetta forma d’onda del segnale, ma soltanto misurarne (o calcolarne) la frequenza e stimare le differenze di intensità del segnale trasmesso da diversi trasmettitori in diverse posizioni o a diverse distanze rispetto all’antenna ricevente. Che ne dite?

    #71774

    s1m0n3t
    Membro

    Andando avanti con le ricerche sto chiarendo alcuni dubbi, quindi mi rispondo da solo…tentando di restringere il campo: forse ho fatto un’ipotesi senza senso parlando di divisore di frequenza, perché essendo un circuito digitale (ammesso che riesca a trovare un integrato che gestisca frequenze così elevate) mi costringerebbe ad applicare una “soglia” sul segnale di ingresso, livellando quindi l’ampiezza del segnale. In questo modo perderei una delle informazioni che mi interessa di più. Per caso avete alternative da proporre?

    #71776
    Piero Boccadoro
    Piero Boccadoro
    Partecipante

    Ti rispondo brevemente sulla frequenza di campionamento reale ed equivalente.
    Dunque, il campionamento è una tecnica per cui tu estrai i valori del segnale e li riproponi.
    Leggi il segnale e basta => significa che tu acquisisci un certo intervallo del segnale e con un ritardo semi/trascurabile lo visualizzi su schermo.
    E finchè hai una buona larghezza di banda ed un’elettronica molto veloce ce la fai.
    Se il segnale dovesse essere molto veloce o avere escursioni molto rapide, allora potrebbe non essere sufficiente la frequenza di campionamento reale che hai.
    Così, esiste la possibilità di fare il campionamento in tempo equivalente.
    Ovvero => acquisisci un certo periodo della forma d’onda, campioni e salvi i dati. Dopodichè, PRIMA di fare il plot, l’oscilloscopio fa questo: considera 1, 2, 3, n periodi successivi del segnale, a distanza t che deve essere ricavata da specifica, e ricampiona ovvero legge di nuovo il segnale.
    Quindi se prima leggevi in un intervallo lungo T, n campioni a distanza t, col campionamento in tempo equivalente lo stesso intervallo di valori viene letto (ad esempio) 3 volte, sempre a distanza t ma non partendo dall’istante iniziale di quell’intervallo ma da un dt più a dx (o sx, tanto quando fai il campionamento in batch il sistema può tranquillamente essere anticausale…la base dei tempi la metti come vuoi :p).
    Così il plot complessivo sarà l’interpolazione di tutti i campioni che fanno parte della successione che hai acquisito, o meglio ci saranno:
    t(1), t(1+dt), t(1+2dt)…., t(1+ndt), t(2), t(2+dt), t(2+2dt)….t(2+ndt) fino a t(n+ndt).
    Ovviamente alcuni di questi campioni sono da scartare ma spero di aver chiarito cosa vuol dire.

    Sull’effetto visivo c’è poco da dire: vedi meglio la forma d’onda ma se dici che non ti serve sappi che stai usando male lo strumento perchè lo stai facendo lavorare tanto per cose che non servono :D

    E comunque, scusa, perchè dici che non serve? Che forme d’onda devi visualizzare?
    Ti interessa solo sapere che ci sono e non capire cosa sono?

    #71777

    s1m0n3t
    Membro

    Principalmente mi servirebbe tarare trasmettitori (telecomandi, sensori via radio..) a 433MHz e soprattutto verificare l’efficienza di diverse antenne (principalmente antenne pcb), quindi vorrei “misurare” (anche qualitativamente) l’ampiezza del segnale ricevuto nei diversi casi (diverse distanze, diverse posizioni del trasmettitore, diverse antenne), magari utilizzando la modalità analizzatore di spettro spesso integrata negli oscilloscopi digitali (anche economici). Secondariamente, utilizzando sempre l’analizzatore di spettro o le modalità automatiche di misura della frequenza portante, mi piacerebbe anche misurare quanto la frequenza effettivamente trasmessa si discosta da quella nominale…ma questo è di secondaria importanza.
    In ogni caso grazie mille per la spiegazione sul campionamento interpolato…mi hai chiarito molto le idee!

    #71778

    mau75cn
    Membro

    non conosco bene la qualita’ di oscilloscopi in modalita’ di analizzatori di spettro , ma dalle misure che principalmente ti interessa fare hai pensato ad un misuratore di campo di quelli usati dagli antennisti (con il passaggio al DDT magari trovi modelli per segnale analogico usati a prezzi competitivi che lavorano fino a 1Ghz, puoi regolare lo span avere un riferimento sul livello del segnale in dBuV ).
    saluti

    #71790

    s1m0n3t
    Membro

    Ho trovato qualche analizzatore di spettro usato a prezzi interessanti, ma sinceramente preferirei spendere 400 euro per un oscilloscopio digitale (finora vado avanti con un 20mhz analogico) che mi sarà utile in molti campi, piuttosto che investire su uno strumento piuttosto specifico che utilizzerò 3 volte nella vita, anche rinunciando ad una maggiore qualità di misura.
    Che mi sapete dire sulla modulazione usata nelle SDR, ad esempio per ricevere segnali anche di MHz e GHz (in un intorno di 20KHz selezionato), campionando con una comune scheda audio? Secondo voi è possibile applicare lo stesso concetto ad un oscilloscopio? Oppure a questo punto utilizzare proprio un software SDR… Riuscirei comunque a valutare le variazioni di ampiezza del segnale ricevuto, giusto?

    #71809
    Piero Boccadoro
    Piero Boccadoro
    Partecipante

    Campionando con una scheda audio tu non avrai mai la risoluzione o la precisione che avresti con un oscilloscopio.
    E comunque avresti un problema: la frequenza di campionamento teorica massima è 44,1 kHz e questo ti porta ad avere che la banda che potresti ricevere e visualizzare è 20 kHz nella migliorissimissimissima delle ipotesi :D
    In realtà, ammesso che tu non abbia una Creative a 24 bit e 20 kHz REALI, se tutto va bene, tutt’al più, se tutto va bene, riusciresti a ricevere 16 kHz (tra 50 Hz e 16 kHz tipicamente) a 16 bit nel caso di una scheda di buona fattura.
    Devi considerare che le schede audio integrate son di prestazioni medie il che vuol dire non utili a quello che devi fare tu.

    In tutto questo c’è un’aggravante: il segnale che potresti acquisire sarebbe in banda base mentre tu hai un segnale modulato a 433 MHz per l’appunto => tu dovresti prima ricevere, demodularlo e POI lo potresti passare alla scheda audio.
    Però per fare questo dovresti prima esser sicuro di quale sia la banda utile della tua scheda…

    Se tutto questo dovesse funzionare, con una caratteristica che non sai di preciso quale sia e facendo l’assunzione che i bit di caratteristica della tua scheda siano tutti perfettamente equispaziati, il segnale dovresti vederlo :)

    Però onestamente non so quanto ti convenga perdere tutto il tempo che ti servirebbe a caratterizzare la scheda audio del tuo pc per capire SE poi effettivamente la potresti usare… :D

    PS: queste valutazioni te le propongo perchè anche io le ho fatte non molto tempo fa e mi son reso conto che è molto meglio cercarsi un oscilloscopio che superi i 20 MHz piuttosto che arrabattare un accomodamento con la scheda audio… SEMPRE che il tuo scopo non sia riuscire a programmare un oscilloscopio che acquisisca quei segnali :D

    #71810

    s1m0n3t
    Membro

    In realtà citavo la scheda audio perché l’ho vista in molte applicazioni SDR, ma il mio scopo finale è quello di analizzare un segnale a 433mhz con un oscilloscopio con banda 100mhz (1Gs dichiarato e 50Gs equivalenti). Quello che non mi è chiaro è se demodulando in banda base otterrei un segnale con ampiezza pari (o proporzionale) a quello ricevuto, oppure in un certo senso “normalizzato”. Spero di essermi spiegato…anche se sto cercando di orientarmi in un argomento più grande di me…

    #71813
    Piero Boccadoro
    Piero Boccadoro
    Partecipante

    Ok, ora è chiaro.
    Comunque la risposta è: tutto dipende dal sistema che usi per demodulare.
    La demodulazioni in quanto tale NON introduce termini di ampiezza. Con questa operazione trasli rigidamente lo spettro sull’asse delle frequenze.
    Tuttavia il sistema nel suo complesso potrebbe avere un guadagno e potrebbe attenuare il segnale.
    Va valutato, in defintiva, il singolo sistema.

    Spero di aver risposto alla tua domanda :)

    #72869

    Raffaele65
    Membro

    Vorrei proporre un commento un pò diverso.
    Per quelle che sono le mie conoscenze un oscilloscopio, ha una limitazione sul livello più piccolo che possa leggere. Di solito è nell’ordine dei milli volt. Per segniali più piccoli non si distingue più un segnale ma si legge del rumore.
    Un segnale Radio (RF) può avere un livello anche nell’ordine dei micro volt. Tanto che di solito gli analizzatori traspongono il livello letto in dB e non in volt.
    Vorrei aggiungere che un segnale radio sensa segnale modulante viene indicato con il nome di portante( ad indicare la frequenza centrale). Gli analizzatori di spettro sono in grado di visualizzare anche la modulazione.
    A mio parere una scheda di accuisizione per sopperire alla sua limitazione di ingresso avrebbe bisogno di un amplificatore RF a mosfet per renddere leggibile il segnale radio. Naturalmente con tanto di ricevitore.

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