Federico Perini - Medichat 13 Novembre 2007

Presentazione sul tema: "Federico Perini - Medichat 13 Novembre 2007"— Transcript della presentazione:

1 Federico Perini - Medichat 13 Novembre 2007
BEST-2: FRONT END e RICEVITORI Federico Perini - Medichat 13 Novembre 2007

2 BEST-2 Architettura generale
BEST-x GENERAL ARCHITECTURE Medichat 13 Novembre 2007

3 Schema presentazione Chi siamo, da dove veniamo, dove andiamo…
Nuovi FE Breve storia (specifiche progetto) Progetto, produzione e caratterizzazione Progetto integrazione meccanica FE-TXO-BOX 3. Ricevitori Progetto e realizzazione Progettazione integ. Mecc.Carrier-RXO e RACK Caratterizzazione 4. Considerazioni sull’esperienza acquisita Medichat 13 Novembre 2007

4 Dove siamo? A- BEST-1: A first single N/S cylindrical reflector test bed - Ag=176 m2 -> Aeff=125 m2 - 16MHz bandwidth - 4 Rx installed B- BEST-2: A second test bed equipped by 8 N/S cylindric reflectors - Ag=1410 m2 -> Aeff=1000 m2 - 16MHz bandwidth - 32 Rx installed C- BEST-3: A third step equipped by 14 N/S cylinder reflectors plus 6 E/W focal lines. - Ag=7260 m2 -> Aeff=4140 m2 - 16MHz bandwidth - 80 Rx installed Medichat 13 Novembre 2007

5 FRONT END: primi studi e prototipi (2002)
408MHz IRL 10dB Gain 20dB NF / Tn 0.42dB / 29K P1dB +15dBm OIP3 +24dBm Medichat 13 Novembre 2007

6 Prime prove su antenna N/S (2002)
Sec. stage First stage 60->50Ohm Vcc (7812) Medichat 13 Novembre 2007

7 Prime prove su antenna N/S (2002)
 Antenna non sezionata Buona reiezione FM (G_LNA=-25/-11dB)  Assenza filtro interstadio  Nessun filtraggio 1.2GHz (G_LNA=10.2dB)  Assenza prodotti 408MHz Medichat 13 Novembre 2007

8 FRONT END (2003) Specifiche iniziali BEST: Discesa in coax
ADC in cabina BW=3.5MHz (Pieracci Board) Medichat 13 Novembre 2007

9 BEST-1 “Coax” (2003)  Antenna sezionata
 Peggiore reiezione FM (-20dB)  Filtro interstadio  Filtraggio 1.2GHz (+15dB)  Prodotti 408MHz Medichat 13 Novembre 2007

10 Front End (2004)  Penuria fondi  Stesso PCB
Migliore reiezione FM (G_LNA=-40/-30dB) Filtraggio 1.2GHz (G_LNA=-5dB)  No prodotti 408MHz Medichat 13 Novembre 2007

11 Front End (2004) Medichat 13 Novembre 2007

12 FE BEST-1 “Fibra Ottica” (2004)
Specifiche finali BEST: Discesa in FO ADC in stanza RX BW=16MHz Medichat 13 Novembre 2007

13 FE BEST-2 (2007) Medichat 13 Novembre 2007

14 (NF = ILInput_Hybrid+NFA)
Progettazione FE LNA Bilanciato: Input matching x minima NF (& reiezione FM) Rilassamento reiezione 1.2GHz (inserimento LFCN dopo HEMT) Rilassamento condizione di stabilità (massimizzazione guadagno) (NF = ILInput_Hybrid+NFA) Circuito modulare: 3 stadi (TXO ANDREW) o 2 stadi (TXO MITEQ) 5Volt (GVA) o 8Volt (GALI-5) Medichat 13 Novembre 2007

15 OTTIMIZZAZIONE DELLE SIMULAZIONI CIRCUITALI
Inserimento di modelli più accurati dei componenti circuitali Modello della transizione tra connettore e pista di segnale Simulazioni elettromagnetiche Misura e de-embedding di S-param di comp. critici Medichat 13 Novembre 2007

16 Intermodulazioni FM-TV?
Int_FM-TVinput=-122dBm Termico tutta banda KTBBW=-107dBm Polyphase 1024ch KTBCH=-137dBm  reiettare FM almeno di altri 15dB!! Polyphase 16Kch, KTBCH=-149dBm,  reiettare FM almeno di altri 30dB!!! Medichat 13 Novembre 2007

17 Dentro al Front End RFout RFin
NF=0.45dB Tn=32K Gain=60dB OIP3>+33dBm Input RL>15dB Output RL>15dB Power Medichat 13 Novembre 2007

18 Caratterizzazione FE Medichat 13 Novembre 2007

19 Caratterizzazione FE: scelta dei 32 per BEST-2
Resa PCB =32 su 37 Medichat 13 Novembre 2007

20 Circuito di protezione sovratensioni
CABINA ALIMENTATORE CC LNA TX-O Medichat 13 Novembre 2007

21 Circuito di protezione sovratensioni
Prima protezione: varistore 56V Seconda protezione: transil 22V Filtro per eliminare eventuali componenti spurie catturate dal cavo di alimentazione, avente lunghezza massima di 70m. Morsettiera a 4 vie: 2 uscite (14 V) per alimentazione LASER e LNA 1 ingresso (14.4 V) per cavo alimentazione proveniente da alimentatori in c.c. posti in cabina 1 uscita (14.4 V) per la scatola successiva (la differenza di tensione tra la scatola più vicina e quella più lontana servite dallo stesso alimentatore è di 0.5V). Medichat 13 Novembre 2007

22 TX RX TX & RX ottici BEST-2 Custom product:
Electrical specs (<1GHz) Mech. Specs (RX housing) TX=760€ RX=195€ TX RX =1310nm NF=36dB Gain=-25dB BW=(0.1-1)GHz IIP3>+33dBm Input RL>15dB Output RL>20dB Power Medichat 13 Novembre 2007

23 Studio ingombro meccanico e disposizione
Medichat 13 Novembre 2007

24 Assemblaggio scatole a terra
3 stages FE Discharges protection circuit Opt. TX Medichat 13 Novembre 2007

25 “Test elettrico” scatole assemblate: effetto dispersione S21 dei link ottici
Medichat 13 Novembre 2007

26 Progetto ricevitori: alcune specifiche
IP3 tale da avere prodotti sotto (-10dB) il noise termico KTB  IIP3 > -60dBm Disponibilità 408MHz out (entrare nel sistema analogico + monitor) IF=30MHz, OL=378MHz Pin_ADCBW=-20/-10dBm (ADC Berkeley) PinKTB=-107dBm (Tb=20K) /-100dBm (Tb=500K)  Gain=90dB, GainRX=55dB Prove su BEST-1 hanno concluso che considerare le RFI comporta 2bit (~12dB) in più del KTB conto teorico=7bit (~42dB)!!!  Approfondimenti in corso!! Att.Dig. 31.5dB con 0.5dB step (HMC472LP4) Solo MMIC Minicircuits GALI-5 (1 RF, 1 OL e 4 per IF) Medichat 13 Novembre 2007

27 La scheda “carrier” uP IF
Power monitor (AD8362)  AD10dB Controllo accensione di ogni stadio di amplificazione (diagnostica e power-safe via software) 100Ohm 2W su carrier, 10Ohm 0.25W su scheda IF Medichat 13 Novembre 2007

28 Dal link ottico ai ricevitori
Light Medichat 13 Novembre 2007

29 Dentro ai ricevitori IF
To A/D Signal paths: RF, IF, OL and digital control&monitor. Medichat 13 Novembre 2007

30 Studio assemblaggio meccanico Carrier-RXO
Medichat 13 Novembre 2007

31 Studio assemblaggio meccanico Cassetto
Medichat 13 Novembre 2007

32 Un cassetto completo = 2 cilindri N/S
485 bus 19” To LAN Medichat 13 Novembre 2007

33 Caratterizzazione ricevitori
Sistema a conversione  NO VNA Caratterizzazione in due tempi: 1) Pin=-70dBm & ATT=16dB Misura Marker SA, Power Meter e Monitor 2) Pin=-70dBm & Pout(Power Meter)=-15dBm Settaggio ATT e misura Marker SA e Monitor N RX Watt Mark Mon Att 1 -13.91 -14.17 -18 -14.91 -15.33 -19.12 16+1 2 -14.60 -15 -19.3 -15.12 -15.6 -19.9 16+0.5 Medichat 13 Novembre 2007

34 Massima differenza tra RXn e RXm = 1.5dB (ATT=16+0.5 ÷ ATT=16+2)
Caratterizzazione RX Massima differenza tra RXn e RXm = 1.5dB (ATT= ÷ ATT=16+2) Resa produzione Studioemme: 35 carrier su 35 33 PCB su 35 (componenti critici: filtri e choke) 34 scatolini fresati su 35 Medichat 13 Novembre 2007

35 Controllo carrier via Labview
Controllo singoli bit degli Att.Dig. Controlli indipendenti Power degli stadi amplificatori Programmazione singole schede o modalità broadcasting (max 8) Medichat 13 Novembre 2007

36 Spuria solo a ~33MHz (quarta armonica)
Spurie ON Spurie a: 21.2MHz, 32.5MHz e 43.8MHz f~11MHz?!? Quarzo uP! Prova R-C (~8MHz) del uP e quarzo OFF Spuria solo a ~33MHz (quarta armonica) Medichat 13 Novembre 2007

37 Spurie OFF Risolto con cella  Nelle prox versioni/repliche:
47uH 56pF 2.2nF Risolto con cella  Nelle prox versioni/repliche: Cella  (intervento manuale , no modifiche su PCB ) 5V esterna pulita (alimentatore esterno in più ) Generare 5V per Att. Dig. direttamente su PCB IF dalla 12V (modifica PCB , montaggio automatico ) Medichat 13 Novembre 2007

38 Considerazioni finali
Prodotte librerie gds MWO  creare data base condiviso con regole per produzione prototipi in casa con fresa PCB e per produzione con ditte esterne Studiare sistema di test PCB prima dell’assemblaggio nei box schermanti, Teko per FE e fresati ad hoc per carrier) per resi a ditta che produce gli stampati e monta i componenti Acquisire mentalità di gestione per piccole produzioni e magazzino Medichat 13 Novembre 2007