Elektronik_4-2021.pdf

(10425 KB) Pobierz
4
/
2021
www.elektronikaB2B.pl
MAGAZYN ELEKTRONIKI PROFESJONALNEJ
Elektronik
10,00zł (w tym 8%VAT)
ISSN -1428-4030
INDEKS 340 731
kwiecień
Wywiad: Jerzy Ziółkowski, kierownik sprzedaży
w firmie C.H. Erbslöh Polska – str. 16
Urządzenia i moduły do komunikacji
bezprzewodowej
Bezprzewodowość stała się standardem
dla komunikacji i pojawia się w roz-
wiązaniach, które do tej pory były poza
zasięgiem z uwagi na koszty. Jeszcze nie-
dawno do komunikacji na duże odległo-
ści wybierano modem komórkowy, do łą-
czenia się z siecią lokalną Wi-Fi, a do sie-
ci osobistej Bluetooth. Czasy się jednak
zmieniły, a oczekiwania klientów w za-
kresie bezprzewodowości, IoT lub Prze-
mysł 4.0 sprawiły, że powstały nowe
standardy oraz zupełnie nowe wersje już
istniejących. Obecnie konstruktor poza
Wi-Fi i Bluetooth ma do wyboru też inne
rozwiązania, jak LPWA oraz przemy-
słowy Wireless Mbus. Razem tworzy to
ogromne możliwości. A za moment do
tego zestawu dojdzie 5G.
Patrz str. 20
Normy EMC, czyli jakie
wymagania, gdzie
i kiedy trzeba spełnić
Chociaż nie wszystkie normy nie są
obowiązkowe, to jednak firmy i pod-
mioty, które je stosują, wykazać mogą
w ten sposób, że ich produkty i usługi
osiągnęły pewien pożądany poziom ja-
kości, bezpieczeństwa i niezawodności.
Ponadto, w niektórych przypadkach
odniesienie do określonych norm po-
jawia się w przepisach prawnych jako
rozwiązanie preferowane lub obligato-
ryjne. W przypadku urządzeń elektro-
nicznych norm i wymagań formalnych
które trzeba spełnić jest bardzo dużo,
a orientacja co w danym zastosowaniu
podlega, pod które normy nie jest przez
to prosta. Z tego powodu publikujemy
poradnik, który może być punktem
wyjścia do takich działań.
Patrz str. 56
Infrastruktura sieciowa
w systemach IoT
Bez względu na to, czy zajmujemy się pro-
jektowaniem całkowicie nowego urzą-
dzenia, czy też jedynie ulepszamy już ist-
niejący produkt zgodnie z koncepcją tech-
nologii IoT, na pewnym etapie projektu
z całą pewnością konieczne będzie rozwa-
żenie sposobu zapewnienia bezpiecznego
i niezawodnego dostępu do usług siecio-
wych. Rozwiązanie tego problemu wyma-
ga podjęcia znaczących decyzji.
Patrz str. 44
W numerze
Bezpieczeństwo Internetu Rzeczy
główną barierą jego rozwoju
.............str.
12
Przeglądarki plików Gerber
............
str. 42
Wizualizacja informacji
w inteligentnych budynkach
..........
str. 52
Izolacja USB do zasilania
i linii danych
...................................
str. 80
Wzmacniacz pomiarowy, operacyjny czy komparator?
W świecie analogowym charakterystyczny trójkąt na schemacie może repre-
zentować wzmacniacz operacyjny, komparator lub wzmacniacz pomiaro-
wy. Co więcej, wzmacniacz operacyjny może pracować jako kompara-
tor, a pomiarowy jako operacyjny. Skoro tak jest, to po co wyróżniać
trzy elementy kryjące się na schemacie za takim samym trójkątem?
Generalnie, można „przymusić” wzmacniacz operacyjny do bycia
komparatorem lub użyć go w aplikacji, gdzie będzie realizo-
wał funkcję wzmacniacza pomiarowego.
Patrz str. 76
Modułowe obudowy dla nowoczesnych systemów
automatyki budynkowej – str. 50
Elektronik
●
www.elektronikaB2B.pl
●
numer 287 kwiecień 2021 r.
Urządzenia i moduły do komunikacji bezprzewodowej
Od redakcji
Idea SDR zmieniła trwale
radiokomunikację
Radio programowalne (SDR), to koncepcja znana inżynierom od dekad i zapowiada-
na jako technologia, która zmieni trwale komunikację. Jak to zwykle bywa z nowymi
rozwiązaniami, szumne zapowiedzi często są przesadzone, a nierzadko nawet nijak nie
pasujące do potencjału i możliwości. Nietrudno też podać przykłady rozwiązań, któ-
re miały być rewolucją w technice a dzisiaj nikt o nich nie pamięta, jak chociażby elek-
tronika organiczna. Ale tu akurat jest inaczej – radio programowalne praktycznie cał-
kowicie zdominowało radiokomunikację i warto się przez chwilę zastanowić, dlacze-
go. Pomysł opiera się na tym, aby zamiast obrabiać sygnał wysokiej częstotliwości za
pomocą systemu filtrów, przemian częstotliwości, demodulatorów, detektorów, jak naj-
szybciej poddać go digitalizacji i do wymienionych operacji zaprząc oprogramowanie,
w tym aparat matematyczny, który dała nam teoria sygnałów. Ale rozwój SDR przez
lata blokowała technologia: mało wydajne przetworniki ADC i procesory za słabe do
obrabiania sygnału w czasie rzeczywistym. Konieczne było użycie wstępnych miesza-
czy po to, aby obniżyć częstotliwość użyteczną do zakresu wejściowego przetwornika
oraz szybkich DSP i FPGA do wspomagania obliczeń.
Przez lata komunikacja radiowa bazująca na SDR była awangardą i ogranicza-
ła się do wybranych zastosowań, dzisiaj stała się codziennością i jak się okazuje, co-
raz trudniej znaleźć urządzenie komunikacyjne, które nie jest typu SDR. Wszystkie
masowo produkowane moduły do komunikacji bezprzewodowej, aparatura pomia-
rowa do pracy w zakresie w.cz., Bluetooth, Wi-Fi, czy też rozwiązania komórkowe,
wszystko bazuje na oprogramowaniu. Nowe chipy, takie jak popularne mikrokontro-
lery z wbudowanym transceiverem też są definiowane programowo. Pojawienie się
na rynku wydajnych przetworników zdolnych do próbkowania sygnału w gigabito-
wym tempie, wymiotło z rynku wojskowego i lotniczego wszystkie rozwiązania tra-
dycyjne, a więc z torem analogowym. Dzisiaj jest to już nisza, którą zajmują się chy-
ba tylko krótkofalowcy. Inwazję radia programowanego napędzają niskie ceny ta-
kich rozwiązań, dostępność gotowych platform i dopracowane oprogramowanie. Za
drobną sumę można kupić „pustą” platformę sprzętową z pasmem do 1,7 GHz (np.
RTL2832U opracowany pierwotnie dla odbiorników DVB-TV), do której da się za-
ładować z peceta kod open-source z GNU Radio przekształcający ją w praktycznie
dowolny odbiornik albo analizator widma. Są też inne rozwiązania: HackRF One,
BladeRF czy LimeSDR, podobnie jak można też kupić soft ware komercyjny, np. SDR
Sharp. Strojenie fi ltrów w torze pośredniej częstotliwości, to już zamierzchła historia.
Radio programowalne jest szczególnie użyteczne w szybko rozwijających się syste-
mach, które często podlegają unowocześnianiu i zmianom techniki nadawania, na przy-
kład w sieciach komórkowych lub wojskowych. Taka elastyczność jest bardzo pożąda-
na, bo pozwala sprzedaż produkt zanim zostanie zatwierdzony standard lub z czasem
dokonać rozszerzenia funkcjonalności za pomocą aktualizacji oprogramowania, w tym
sprzedać licencję na dodatkowy protokół. Dominację SDR w radiokomunikacji pogłębia
to, że dzisiaj komunikacja stała się bez wyjątku cyfrowa, a więc zawsze gdzieś pojawia
się konieczność dekodowania danych wymaganego przez protokół. Techniki transmi-
sji wieloantenowej (MIMO), modulacje amplitudowo-fazowe, konieczność szyfrowania
transmisji, a także ochrony danych przed przekłamaniem za pomocą nadmiarowości,
także wymuszają obecność procesora i oprogramowania we współczesnym odbiorni-
ku. W takiej sytuacji najlepiej sprawdza się całkowite przejście na domenę cyfrową z jak
najwcześniejszą digitalizacją sygnału. W technice SDR budowane są nie tylko urządze-
nia radiowe, ale także urządzenia pomocnicze, jak symulatory GNSS, analizatory pro-
tokołów, czytniki RFID. Obróbka za pomocą oprogramowania sprawdza się także do-
skonale, gdy sygnał użyteczny jest na poziomie szumów i aby go wyodrębnić wykorzy-
stuje się programową analizę statystyczną, np. w radioastronomii. Idea radia o funkcjo-
nalności zdefiniowanej przez oprogramowanie zmieniła całkowicie radiokomunikację,
niemniej stało się to głównie w ostatnich dwóch dekadach, gdy gwałtowny rozwój moż-
liwości elektroniki cyfrowej umożliwił praktyczną realizację wielu jej elementów, roz-
ważanych dotąd jedynie w teorii. Bez tego SDR pozostałaby jeszcze jedną ciekawostką.
Robert Magdziak
Elektronik
Kwiecień 2021
3

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin