Verstärkung des Signals einer Transponder-Erkennungsschleife

Transponder

Ich habe einen einfachen Transponder mit Stromversorgung, der Daten mit binärer Phasenumtastung ( BPSK ) auf einem 5-MHz-Träger mit einer erforderlichen Reichweite von 6 bis 12 Zoll sendet. Es wird verwendet, um Runden von ferngesteuerten Autos und Go-Karts zu messen. Es hat einen Induktor auf der Platine als Sendeantenne und sieht wie folgt aus:

5 MHz BPSK-Transponder http://edeca.net/temp/photos/IMG_0638.jpg

Empfänger

Im Moment verwendet der Empfänger eine Schleife aus verseiltem 24AWG-Draht. Dieser ist direkt mit einem kleinen Transistorverstärker verbunden, der über Koax mit Strom versorgt wird. Die Schleife muss mit den blauen Jumpern abgestimmt werden, um die Kapazität einzustellen, damit sie um 5 MHz resonant wird. Dies ist abhängig von der Schleifenlänge.

Schleifenverstärker http://edeca.net/temp/photos/IMG_0640.jpg

Das Signal wird über das Koaxialkabel zu einem weiteren Transistorverstärker zurückgesendet und in die digitale Demodulation eingespeist.

Anweisungen für ein professionelles Äquivalent zeigen unten, Punkt 3 ist ein 470-Ohm-Widerstand (vermutlich eine virtuelle Masse). Die Breite der Raupe beträgt "maximal 10 Meter", was eine Länge von einigen Metern bis > 20 Metern bedeuten kann, ohne dass der Bediener Anpassungen vornehmen muss.

Testschleife http://edeca.net/temp/photos/AMB_loop.png

Mir ist aufgefallen, dass dies dem, was Funkamateure eine Getränkeantenne nennen, sehr ähnlich ist . Diese sind normalerweise mindestens eine Wellenlänge lang, bei 5 MHz unpraktisch, da eine Wellenlänge 60 Meter beträgt. Dies ließ mich jedoch fragen, ob es möglich wäre, die Schleife eher wie eine HF-Antenne als wie einen vollständig abgestimmten Resonanzkreis zu verwenden.

Ich habe eine kleine Testschaltung erstellt, die einen Balun enthält, der auf einen geeigneten Ferrit für die Frequenz gewickelt ist und die Impedanz des Koaxialkabels von 470 Ohm auf 75 Ohm umwandelt.

Testschleife http://edeca.net/temp/photos/Test_loop.jpg

Meine Gedanken waren, das, was aus der Schleife kommt, zu verstärken und mit einem Bandpass zu filtern. Dies ist mein Ausgangspunkt, um den aktiven Transistorverstärker zu entfernen. Dies könnte hoffentlich die Gesamtkosten senken und die Bedienung vereinfachen.

Daher meine Frage: Wenn das praktikabel ist, wie muss ich das Signal am Empfänger verstärken?

Haben Sie aktuelle Fotos/Updates zu Ihren Transpondersachen?
@Drewster Ich habe seit einigen Jahren nicht mehr daran gearbeitet, aber wenn Sie mir eine E-Mail senden (david at edeca dot net), würde ich Ihnen gerne alles mitteilen, was für Sie nützlich ist. Siehe auch meinen Blogbeitrag über die erste Version, die funktionierte, aber erheblich verbessert werden musste! edeca.net/project/kart-timing-mk1

Antworten (1)

Der Hinweis liegt im Namen - Transponder. Ich vermute, dass die Schleife nicht nur den normalerweise nicht mit Strom versorgten Transponder (am Auto befestigt) mit Strom versorgt, sondern auch als Empfänger fungiert. Bei 5 MHz ist der Übertragungsprozess größtenteils der magnetische Teil der verwendeten EM-Welle.

Es könnte sein, dass der Transponder (im Auto) normalerweise mit Strom versorgt wird, aber nur sendet, wenn er das Vorhandensein des Magnetfelds von der Schleife erkennt.

So oder so, ich vermute, dass Sie die streckenseitige Leiterplatte und (Magnetfeldgenerator und -empfänger) noch streckenseitig benötigen, damit dies funktioniert. Der Versuch, es in ein Äquivalent einer normalen HF-Antenne umzuwandeln, verfehlt möglicherweise den Punkt. Damit sie als Getränkeantenne funktioniert, muss sie eine Wellenlänge und bei 5 MHz eine Länge von 60 m haben. Es ist eine magnetische Antenne, die nicht für EM-Wellen bestimmt ist.

Wenn ich falsche Begriffe verwende, entschuldigen Sie sich, aber der am Auto befestigte Teil ist aktiv - er wird von einer 9-V-Batterie in der von mir gebauten gespeist. Die professionellen Modelle (hergestellt von AMB) senden ständig und müssen nicht aktiviert werden, wenn eine Schleife vorhanden ist. Dies kann sehr einfach mit einer kurzgeschlossenen Oszilloskopsonde überprüft werden. Meiner (im Bild) macht das gleiche. Die professionellen Empfänger scheinen jedoch keine Anpassung oder "Abstimmung" für RX-Schleifen unterschiedlicher Länge zu benötigen. Daher kompensieren sie sich entweder irgendwie oder sie arbeiten auf andere Weise.
@David OK, der Autosender "transponiert" also technisch nicht, dh er reagiert auf eine Übertragung! Das macht es konzeptionell einfacher. Vielleicht haben die Profi-Empfänger eine breite Abstimmung, um für einige Schleifen geeignet zu sein, und verwenden nach der anfänglichen Verstärkung IC-Filter, um nur die Frequenzen um 5 MHz zu extrahieren. Wenn das Signal angemessen ist, kann dies erfolgen. Interessant. Aber ich würde vergessen, zu versuchen, eine richtige HF-Antenne nachzuahmen. Übrigens, wie geht das System damit um, wenn zwei Autos gleichzeitig über die Schleife fahren - wie unterscheidet das System zwischen den beiden Signalen?
Ich habe keine Ahnung von den professionellen Modellen, aber das von mir gebaute (abgebildete) macht eine einfache Vermeidungstechnik mit zufälligen Verzögerungen (1 bis einige ms) zwischen Übertragungen (die ein paar Sekunden sind). Bei einem Feldtest über den Sommer habe ich nur eine Erkennung übersehen. Wäre es möglich, die Art von Balun / Koaxialkabel zu verwenden, die oben in einen Operationsverstärker mit 75R-Eingangsimpedanz eingespeist wird, um ihn zu verstärken?
Ich vergleiche dies mit einem Metallerkennungssystem, das ich auf rotierenden Maschinen erweitert habe, um Daten zu und von einem rotierenden Teil zu übertragen. Manchmal, wenn die Datenrate niedrig ist (weniger als 1 Mbit / s), moduliere ich auf 80 MHz und stimme die Empfangsschleife ab. Wenn die Daten viel höher sind, verlasse ich mich darauf, dass sie aufgenommen werden, wenn auch sehr differenziert. Ihre klingt wie die erstere, also würde ich mich um die Abstimmung kümmern die Empfangsspule auf der Trägerfrequenz, dh 5 MHz. Versuchen Sie nicht, es wie eine HF-Antenne zu machen, da es sich um Nahfelddaten handelt.
Verwenden Sie ein Modulationsschema und warum versuchen Sie, es zu ändern? Es ist immer am besten, einen Verstärker am nächsten Punkt zum empfangenen Signal anzubringen, und Sie müssen sich keine Sorgen darüber machen, dass es symmetrisch ist, es sei denn, es gibt ein Interferenzproblem von etwas anderem.
Die Datenraten sind sehr niedrig, 96 Bit in einer "Nachricht" mit einigen Millisekunden zwischen den Übertragungen. Modulation ist BPSK (wie pro Frage) und ich möchte dies nicht ändern. Ich möchte die Schleife und den Verstärker ändern, weil es für den Benutzer schwierig einzurichten und anfällig für Rauschen ist. Die gesamte Elektronik in einer Box zu haben, wäre viel einfacher und billiger. FCC-Testeinreichungen für die Pro-Modelle scheinen keine Elektronik für einen Verstärker durch die Schleife zu enthalten, aber das könnte sowieso nicht in den Tests enthalten sein. Scheint die von Ihnen erwähnte "breite" Abstimmung mit dem 470R in der Mitte der Schleife richtig zu sein?
Verstärkung des Signals einer Transponder-Erkennungsschleife
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