Wie würden Sie Gleichstrom, bidirektionale serielle Daten und ein HF-Signal auf einer einzigen 50-Ohm-Koax-Speiseleitung kombinieren?

Sie wurden ursprünglich nicht dafür entwickelt, aber ich habe Anwendungen gesehen, die bidirektionale Funkchips wie den TI CC1101 verwenden , um Steuer-/Statusdaten in beide Richtungen durch ein Koaxialkabel neben Gleichstrom und einem anderen HF-Signal zu übertragen.

Der Chip verarbeitet viele Details und ist relativ einfach mit einem Mikrocontroller einzurichten. Tatsächlich kümmert sich in einem Design ein sehr einfacher „Softcore“-Mikrocontroller, der in ein FPGA eingebettet ist, darum. Die Datenrate kann beliebig von 0,6 bis 600 kbps eingestellt werden.

Frequenzmultiplex:

Bei Consumer-Satellitenhardware erfolgt die Signalisierung unter Verwendung von Spannungsmodulation und 22-kHz-Tonstößen

Wenn die Datenrate niedrig ist, würde ich das Signal über die Leitung senden, indem ich die Versorgungsspannung moduliere (z. B. zwischen 13 V und 15 V umschalte) und mit 22-kHz-Bursts wieder nach unten signalisieren.

Gibt es vorhandene Komponenten oder ICs, um eine solche Datenkapselung zu ermöglichen?

Sie müssten wahrscheinlich Ihre eigenen Treiber erstellen. als Schnittstelle zwischen dem UARTS und dem Kabel

Welche Bitrate können Sie erreichen?

Wie gut kann man VLF-Filter bauen?

Eine andere Option könnte die Verwendung von POTS-Modemsignalen sein. Dafür gibt es Chips, aber auch hier müssen Sie die VLF-Datensignale von den VHF-Funksignalen trennen und wahrscheinlich Ihre eigenen Leitungstreiber entwerfen. 9600 Bits pro Sekunde sind so wohl ohne großen Aufwand möglich. 300 Bit pro Sekunde mit deutlich weniger Aufwand.

Wie würden Sie kombinieren

• Gleichstrom,
• bidirektionale serielle Daten und
• ein HF-Signal an
• A$\color{red}{\text{single}}$50-Ohm-Koax-Zuleitung?

Vergessen wir nicht, was die Frage in Bezug auf Kabel sagt: -

Normale serielle Datenkommunikation auf UART-Ebene würde den HF-Empfang stören, aber Sie könnten die Daten sicherlich so modulieren, dass ihr Spektrum außerhalb der Bandbreite des HF-Signals liegt, und Sie würden leicht mehrere zehn Megabit pro Sekunde erreichen und die HF-Übertragung nicht stören. Einfach genug mit einem Colpitts-Oszillator und einer Varaktordiode. Wenn Sie mehr Raffinesse benötigen, wickeln Sie den Oszillator um eine PLL wie den ADF4110 .

Sie können Daten auf zwei verschiedene Träger auf- und abmodulieren, sodass Vollduplex erreicht werden kann. Sie können problemlos mehrere 10 Mbit/s in beide Richtungen erreichen. Betreiben Sie den Uplink mit ca. 350 MHz und den Downlink mit ca. 450 MHz.

Vergessen Sie rohes SPI oder I2C oder RS232 und denken Sie an UART-Daten, die verschlüsselt und auf einen Träger moduliert werden (einfaches Beispiel für Verschlüsselung): -

Hier ist ein weiteres Beispiel für das Verschlüsseln und Entschlüsseln: -

Dadurch wird die Bandbreite unter Kontrolle gehalten und von der HF und den Downstream-Daten ferngehalten (die auch verschlüsselte Daten, aber eine andere Trägerfrequenz verwenden). Die Daten werden mit im Grunde der gleichen Schaltung entschlüsselt, aber Sie benötigen an jedem Ende eine Empfangsdatentakt-Wiederherstellungsschaltung, um die Daten erfolgreich in ihr unverschlüsseltes Format wiederherzustellen. Oder Sie könnten die Manchester-Codierung verwenden, aber dies frisst die Bandbreite und schränkt schließlich die Hochgeschwindigkeitsdatenraten im Vergleich zum Verschlüsseln der Daten ein.

Aber der Teufel steckt im Detail, und wenn Ihr HF-Signal wirklich energiearm ist (dh ein direktes Antennensignal), müssen Sie darauf achten, dass die Datenenergie (wenn auch moduliert) nicht über das HF-Datenspektrum spritzt. Deshalb ist es wichtig, dass die Daten verwendet werden: -

Wenn die Bandbreitenanforderungen für den Up- und Downstream jedoch nicht so groß sind (dh Kilobit pro Sekunde), kann dies problemlos unterhalb des HF-Teils des Spektrums (144 MHz bis 148 MHz) erfolgen. Vollduplex ist möglicherweise nicht erforderlich, was auch die Dinge vereinfacht.

Sie könnten mehrere langsame Datenträger zwischen DC und RF einbauen, aber die Frage lautete: -

Und mangels anderer Informationen steht oberhalb des 148-MHz-Bereichs eine überlegene Bandbreite zur Verfügung, die ohne exotische Modulationsarten verwendet werden kann. Ich denke an ganz normales FSK für die Datenverbindungen. dort gewesen usw..

Die Bereitstellung von Gleichstrom ist dagegen trivial, da dessen Bandbreite (also die vom Verbraucher geforderten Stromschwankungen) mit guten Filtern recht gut begrenzt werden kann.

Diese Art von Design hängt wirklich davon ab, wie gut Sie Filter entwerfen können.