6.04.2019
В качестве усилителя мощности для передающего конвертера на 2400 МГц для геостационарного спутника QO-100/Phase-4A возможно использование серийно выпускаемых WiFi усилителей, которые имеются в продаже на eBay и Aliexpress за разумные деньги.
Для проверки такой возможности были приобретены четыре WiFi усилителя:
- EDUP EP-AB003 — 8W WIRELESS WIFI SIGNAL BOOSTER BROADBAND AMPLIFIERS
- отдельная плата, оказавшаяся в последствии платой EDUP EP-AB003, но с некоторыми различиями в аппаратной части
- EDUP EP-AB007 — 4W WIFI WIRELESS BROADBAND AMPLIFIER ROUTER SIGNAL BOOSTER
- EDUP EP-AB007 — 4W WIFI WIRELESS BROADBAND AMPLIFIER ROUTER SIGNAL BOOSTER в облегченном конструктиве
- EDUP EP-AB003
Изделие EDUP EP-AB003 заявлено как «8W WIRELESS WIFI SIGNAL BOOSTER BROADBAND AMPLIFIERS».
Страница на сайте производителя http://www.szedup.com/product-item/8w-wireless-wifi-signal-booster-broadband-amplifiers/
Заявленные характеристики:
- Operation Range: 2400-2500 MHz
- Operation Mode: Bi-directional, half-duplex, Auto-Switching via carrier sensing.
- Frequency Response: ± 1dB over operation range
- Input Power: 3dBm (Min.)-20dBm (Max.)
- Input Power 5 ~ 20 dBm.
- Optimal Input Power 9 ~ 15 dBm.
- Output Power: 8000mW/39dBm nominal for 802.11b/11Mbps.
- Connector: SMA Receptacle, 50ohm.
- Transmit Gain: 17dB nominal.
- Receiver Gain: 11dB.
- Receive Noise Figure: 3.0dBm nominal.
- Operating Temperature: -40 to 70 degree.
- Operating Humidity: Up to 95% relative humidity.
- Material: Cast Aluminum.
Однако не верьте глазам своим (особенно тому, что выделено жирным текстом выше) когда читаете подобную китайскую техническую «документацию» — ну нет там никаких 8 Вт даже близко и быть не может.
Проведенные измерения показали что для EDUP EP-AB003:
- выходная мощность в линейном режиме P1db равна 2.5 Вт
- максимальная выходная мощность (нелинейный режим) соответствует 3.5 Вт
- усиление на передачу составляет 14 дБ
- максимальная входная мощность для линейного режима P1db равна +20 дБм
- уровень второй гармоники равен -59 дБн (при выходной мощности 2.5 Вт)
- уровень третьей гармоники равен -70 дБн (при выходной мощности 2.5 Вт)
- максимальная температура внутри корпуса после 10 минут работы при выходной мощности 2.5Вт равна +43С.
Блок схема EDUP EP-AB003
В качестве активных элементов используются:
- две микросхемы СВЧ усилителей Innotion YP242034 на выходе
- коммутатор на входе — микросхема Skyworks AS193-73
- коммутатор на выходе — микросхема Qorvo FMS2031
- счетверенный ОУ — микросхема ADA4851-4
- два линейных стабилизатора LM1117
- линейный стабилизатор AP2952 (Chipown, China)
EDUP EP-AB003 со снятой нижней крышкой
- Результаты измерения
Pin, dBm
|
Pin, mW
|
Pout, dBm
|
Pout, W
|
I, A
|
10
|
10
|
23.4
|
0.22
|
0,56
|
11
|
12.6
|
24.3
|
0.27
|
0,60
|
12
|
15.8
|
25.7
|
0,37
|
0,65
|
13
|
20
|
26.6
|
0,46
|
0,70
|
14
|
25.1
|
27.7
|
0,59
|
0,75
|
15
|
31.6
|
28.8
|
0,76
|
0,81
|
16
|
39.8
|
29.9
|
0,98
|
0,88
|
17
|
50.1
|
31.0
|
1,27
|
0,96
|
18
|
63.1
|
32.1
|
1,63
|
1,06
|
19
|
79.4
|
33.1
|
2,05
|
1,16
|
20
|
100
|
33.9
|
2,49
|
1,26
|
21
|
126
|
34.6
|
2,87
|
1,34
|
22
|
158
|
35.0
|
3,17
|
1,43
|
23
|
200
|
35.2
|
3,37
|
1,50
|
24
|
251
|
35.5
|
3,52
|
1,54
|
- напряжение питания = + 12В
-
ток потребления в режиме RX = 170 мА
-
просадка напряжения питания со штатного блока питания с 12.2В до 12.0В, поэтому желательно использовать другой нормальный БП
-
на частоте 2500 МГц усиление на 1 дБ меньше, чем на 2400 МГц
-
автоматическое срабатывание коммутатора прием-передача при подаче на вход «Radio» ВЧ мощности более 3 дБм
-
индикатор «STATE»: красный цвет — «прием», зеленый — «передача»
- температурный режим достаточно легкий даже после длительной работы на передачу
— максимальная температура +43С
- EDUP EP-AB003 другой аппаратной версии
Отдельно на eBay была приобретена плата WiFi усилителя (booster) без корпуса, оказавшаяся в последствии платой EDUP EP-AB003, но с некоторыми различиями в аппаратной части.
Различия в аппаратной части коснулись только приемного тракта (который в нашем случае в EDUP EP-AB003 не используется), и заключались в наличии более качественного керамического коаксиального фильтра с существенно лучшей прямоугольностью вместо многослойного керамического фильтра в первом варианте.
EDUP EP-AB003 другой аппаратной версии
с коаксиальным керамическим фильтром в канале приема
Все остальные параметры идентичны предыдущему варианту EDUP EP-AB003.
Разница в цене между первым и вторым вариантами составила порядка 300 рублей, что с учетом отсутствия корпуса во втором варианте делает более дешевый выбор не всегда оправданным.
- EDUP EP-AB007 первая версия
Изделие EDUP EP-AB007 заявлено как «4W WIFI WIRELESS BROADBAND AMPLIFIER ROUTER SIGNAL BOOSTER».
Страница на сайте производителя http://www.szedup.com/product-item/4w-wifi-wireless-broadband-amplifier-router-signal-booster/
- Operation Range: 2400-2500 MHz.
- Operation Mode: Bi-directional, half-duplex, Auto-Switching via carrier sensing.
- Frequency Response: ± 1dB over operation range.
- Input Power: 3dBm (Min.)-20dBm (Max.).
- Output Power: 4000mW nominal
- Transmit Gain: 12-14dBm nominal.
- Receiver Gain: 9-11dBm.
- Receive Noise Figure: 3.0dBm nominal.
- Operating Temperature: -40 to 70 degree.
- Operating Humidity: Up to 95% relative humidity.
- Material: Cast Aluminum
Однако также как для EDUP EP-AB003 не верьте глазам своим — 4 Вт там точно нет…, вообще не понятно зачем показывать хорошую измерительную аппаратуру на сайте производителя и в то же время указывать заведомо ложные параметры…
Проведенные измерения показали, что EDUP EP-AB007:
- мощность в линейном режиме P1db равна 1.2 Вт
- максимальная мощность (нелинейный режим) соответствует 2.0 Вт
- усиление на передачу составило 15 дБ
- максимальная входная мощность для линейного режима P1db равна +15 дБм
- уровень второй гармоники равен -37 дБн (при выходной мощности 1.2 Вт)
- уровень третьей гармоники равен -57 дБн (при выходной мощности 1.2 Вт)
- максимальная температура внутри корпуса после 10 минут работы на выходной мощности 1.2Вт равна +77С.
Блок схема EP-AB007 соответствует блок схеме EP-AB003.
В качестве активных элементов используются:
- две микросхемы СВЧ усилителей Innotion YP242034 на выходе
- коммутатор на входе — микросхема Hexawave HWS408
- коммутатор на выходе — микросхема Hexawave HWS421
- счетверенный ОУ — микросхема 3PEAK TPH2504
EDUP EP-AB007 без нижней крышки
Pin, mW
|
Pin, dBm
|
Pout, W
|
Pout, dBm
|
19
|
12.8
|
0.63
|
+28
|
23
|
13.6
|
0.79
|
+29
|
29
|
14.6
|
0.99
|
+30
|
36
|
15.6
|
1.23
|
+30.9
|
45
|
16.53
|
1.43
|
+31.55
|
57
|
17.56
|
1.63
|
+32.12
|
71
|
18.51
|
1.80
|
+32.55
|
90
|
19.54
|
1.90
|
+32.79
|
113
|
20.53
|
1.97
|
+32.94
|
142
|
21.52
|
2.01
|
+33.03
|
180
|
22.55
|
2.03
|
+33/07
|
226
|
23.54
|
2.05
|
+33.12
|
285
|
24.55
|
2.06
|
+33.14
|
- напряжение питания = + 12В
- на частоте 2500 МГц усиление на 1 дБ меньше, чем на 2400 МГц
-
автоматическое срабатывание коммутатора прием-передача при подаче на вход «Radio» ВЧ мощности более 3 дБм
- температурный режим очень тяжелый — после длительной (10 мин) работы на передачу температура некоторых элементов достигает +77С. Высокая температура активных элементов приводит к деградации выходной мощности с 1.2 Вт до 0.9 Вт.
Уровень гармоник на выходе EDUP EP-AB007 при выходной мощности 1.2 Вт
Термограмма EDUP EP-AB007 после 10 минут работы на выходной мощности 1.2 Вт — очень горячий корпус и плата
- EDUP EP-AB007 вторая версия
Изделие EDUP EP-AB007 заявлено как «4W WIFI WIRELESS BROADBAND AMPLIFIER ROUTER SIGNAL BOOSTER». Отличие от первой версии состоит только в другой конструкции металлического корпуса модуля.
Второй вариант усилителя EP-AB007
Второй вариант усилителя EP-AB007 без нижней крышки
Аппаратная часть и печатная плата та же, что и в первом варианте EP-AB007. Электрические параметры такие же как в первом варианте. Корпус сделан существенно облегченный (скорее всего с целью установки на летающие модели самолетов, вертолетов и квадракоптеров), имеющий лапки под винт для установки на дополнительный радиатор. Температурный режим очень тяжелый — после длительной (10 мин) работы на передачу без дополнительного радиатора температура некоторых элементов достигает +77С. Высокая температура активных элементов приводит к деградации выходной мощности с 1.2 Вт до 0.9 Вт.
Сравнительная таблица моделей EP-AB003 и EP-AB007
Параметр
|
EP-AB003
|
EP-AB007
|
Максимальная мощность в линейном режиме, Вт
|
2.5
|
1.2
|
Максимальная мощность в нелинейном режиме, Вт
|
3.5
|
2.0
|
Входная мощность для линейного режима, дБм
|
+20
|
+15
|
Усиление, дБ
|
14
|
15
|
Уровень второй гармоники, дБн
|
-59
|
-37
|
Уровень третьей гармоники, дБн
|
-70
|
-57
|
Максимальная температура после 10 мин передачи, С
|
+43
|
+77
|
73 de Карен, RA3APW
Карен, спасибо за работу! 73 de R-0-AU
Вадим, спасибо. После длительного строительного периода опять появилось время для Hamradio. Надеюсь встретимся на QO-100/Phase-4A. 73 de RA3APW
Спасибо за обзор. У меня тот усилитель, что у вас под номером 4. При замерах получил даже худшие результаты, которые удалось слегка улучшить удалением микросхем коммутаторов. Но ненамного, конечно.
Снимаю с него полтора ватта при хорошем радиаторе, работает надёжно. В планах усилитель «верхнего» исполнения, для которого этот будет драйвером.
Всего самого!
День добрый, Игорь. Рад, что было полезно. Испытал также усилитель F6BVA на основе MW7IC2725 — получается даже лучше и дешевле, чем указанные китайские «изделия». Плату под усилитель делал на FR-4, а не на Ro-4003. Использую топологию платы от R3GC. Результаты выложу позже. Желаю успеха!
Гляну с удовольствием. У меня есть нечто похожее от сотовых станций с частот 1800 и 2100 Мгц, а также готовые усилители на эти частоты. Руки дойдут, поэкспериментирую с ними, возможно, хоть как-то заработают и на 2400… Даже если половину положенного дадут, будет здорово.
Всего наилучшего!
Thank you very much! Nice review. But… If both boosters use the same amplifier IC YP242034, how it is possible to get different power? Both boosters have DC-DC step down converters which give 5.5 — 5.89 V. Can you measure voltage on following pins with accuracy of 2 digits after decimal.
Pin 2 (VR1)
Pin 14 (VR2)
Pin 7 (VCC1) and output from DC-DC converter?
I assume that difference in parameters are because of different bias (VR1 and VR2) and supply voltage.
Yes, I have EP-AB007. I assume that on EP-AB007 DC-DC down-conveter chip is compatible with TI TPS563209. Pins looks 100% compatible. I think that it is possible to supply wifi boosters from high current (3A) USB power bank. Later i will make experiment with power bank.
PS: you can answer in Russian. I can read Russian, but can not write in Russian.
День добрый, Янис. Благодарю. Задался таким же вопросом после того как сравнил эти два усилителя, собранных по подобной схеме. Как я понял, главным назначением изделия EP-AB007 является минимальных вес и габариты для установки на летающие модели (FPV). В связи с этим возникает проблема с охлаждением — температура элементов доходит до 77 С, что должно существенно сокращать MTBF (срок до отказа). Так как при ограниченном размере и весе отводить тепло проблематично, то, как Вы и пишите, разработчиками был выбран путь аппаратного ограничения мощности для тех же активных элементов методом изменения режимов по постоянному току. Мне такой «китайский» подход сильно не нравится и мои преподаватели учили меня делать изделия с большим запасом по экстремальным параметрам, поэтому для себя решил, что использовать такой усилитель точно не буду. Понравился вариант на MW7IC2725 от F6BVA, сделал вариант на ПП из RO4003 и также планирую вскоре испытать его же на FR-4 с пересчетом топологии ПП.
OK! I see. I will continue experiments and modding with EP-AB007. I have white aluminum version. I disassembled and added write thermal grease to PCB. Then I screwed case to aluminum heat sink and added more thermal grease. Didn’t observed overheat problems, but will check more carefully later.
На мой взгляд это правильно. Надо постараться отвести тепло в EP-AB007 до уровня стационарной версии EP-AB003 при 100% цикле и тогда можно будет рассчитывать на надежность решения. Желаю успеха!
These amplifiers have a construction flaw:
http://www.kooikerhondje.com.pl/movie/8W.JPG
>SP3OSJ: Thank you for the input. Will check it later.
SP3OSJ Can you share the schematic and PCB of this amplifier?
У кого то есть полная схема усилителя EP-AB007 или EP-AB003? Или есть где выложена, ссылку можете дать?