RF-комутатор HMC7992 SP4T, 4 канали на 1 вихід — інструкція з підключення

1. Сфера застосування

Модуль HMC7992 — це радіочастотний комутатор SP4T, який з’єднує спільний порт RFC з одним із чотирьох RF-портів: RF1–RF4.

Модуль дає змогу:

• підключати одну з чотирьох антен або джерел сигналу до одного приймача;

• спрямовувати один RF-сигнал на один із чотирьох приймачів, фільтрів або вимірювальних приладів;

• створювати автоматичні системи вибору антен;

• перемикати RF-тракт від Arduino, ESP32, STM32, Raspberry Pi або іншого контролера;

• замінити механічний RF-перемикач швидкодійним електронним комутатором.

Комутатор двонапрямлений: RFC може використовуватися як вхід або вихід. Модуль не підсилює сигнал і не змінює його частоту.

2. Основні технічні характеристики

Зазначений струм споживання належить до мікросхеми HMC7992. Фактичне споживання готового модуля може незначно відрізнятися.

Внесені втрати

Реальні втрати готового модуля можуть бути трохи більшими через SMA-роз’єми, друковані RF-лінії та розділові конденсатори.

Ізоляція невибраних каналів

Лінійність

Рекомендовані граничні рівні RF-потужності

Потужність близько 2 Вт допускається тільки у вже вибраному прохідному каналі, за живлення 5 В, нормального охолодження, навантаження 50 Ом і низького КСХН.

При температурі корпусу мікросхеми близько +105 °C допустима потужність прохідного каналу зменшується приблизно до:

• +30 dBm, або 1 Вт, за живлення 5 В;

• +29 dBm, або 0,8 Вт, за живлення 3,3 В.

Значення абсолютного максимуму не слід використовувати як постійний робочий режим.

3. Інструкція з підключення

3.1. Призначення RF-роз’ємів

Для вибраного каналу створюється з’єднання:

RFC ↔ вибраний RF-канал

Інші три RF-канали відключаються від RFC і внутрішньо навантажуються на 50 Ом. Додаткові зовнішні термінатори для невибраних портів зазвичай не потрібні.

Комутатор не має окремого режиму «всі канали вимкнені»: за будь-якої комбінації A і B один канал залишається вибраним.

3.2. Розташування RF-роз’ємів на показаній платі

Якщо розташувати плату білим роз’ємом живлення донизу праворуч:

Перед підключенням орієнтуйтеся насамперед на маркування безпосередньо біля SMA-роз’ємів. У різних ревізіях плати розташування може відрізнятися.

3.3. Приклади підключення

Перемикання чотирьох антен на один приймач:

• антени підключаються до RF1–RF4;

• приймач або аналізатор спектра підключається до RFC.

Розподілення одного сигналу між чотирма пристроями:

• джерело сигналу підключається до RFC;

• приймачі, фільтри або інші RF-пристрої підключаються до RF1–RF4.

Усі кабелі, перехідники, антени та навантаження повинні мати хвильовий опір 50 Ом.

3.4. Підключення живлення

Живлення підключається до білого двоконтактного роз’єму на платі.

Порядок підключення:

1. Вимкніть джерело живлення.

2. Перевірте мультиметром, який контакт роз’єму має електричний зв’язок із корпусами SMA-роз’ємів. Це контакт GND.

3. Підключіть мінус джерела до GND.

4. Підключіть плюс джерела до VCC.

5. Установіть напругу 3,3 або 5 В.

6. Для максимальної допустимої RF-потужності використовуйте живлення 5 В.

7. Після перевірки полярності увімкніть живлення.

Не подавайте на модуль 9 В, 12 В або напругу безпосередньо від акумулятора 2S/3S.

Не визначайте полярність тільки за кольором проводів. У різних партіях розташування проводів у роз’ємі може відрізнятися.

Перед першим увімкненням:

• прозвоніть мультиметром контакт GND до корпусу SMA;

• визначте, який провід фактично підключений до GND;

• за потреби витягніть контакти з пластикового корпусу та переставте їх у правильному порядку;

• тільки після перевірки підключайте живлення.

Якщо червоний провід має електричний зв’язок із корпусом SMA, у конкретному кабелі він є мінусом живлення незалежно від стандартного кольорового маркування.

3.5. Вибір каналу перемичками

На платі встановлений роз’єм 2 × 3 для ручного встановлення логічних рівнів A і B.

Кожна колонка відповідає одному входу керування:

• перша колонка — A;

• друга колонка — B.

Середні контакти є входами A і B. Для кожного входу встановлюється одна перемичка:

Орієнтуйтеся на написи GND, VCC, A та B на своїй платі, а не на просторове положення контактів.

Заборонено:

• залишати A або B непідключеними;

• установлювати дві перемички в одній колонці;

• безпосередньо замикати GND і VCC;

• переставляти перемички при увімкненому потужному RF-сигналі.

3.6. Таблиця вибору каналів

Приклад вибору RF3:

3.7. Логічні рівні керування

Напруга на A і B не повинна перевищувати напругу VCC модуля. Якщо модуль живиться від 3,3 В, не подавайте на входи A або B сигнал 5 В.

3.8. Керування від мікроконтролера

Для автоматичного керування можна використовувати Arduino, ESP32, STM32, Raspberry Pi або інший контролер.

Порядок підключення:

1. Зніміть ручні перемички A і B.

2. З’єднайте GND контролера з GND модуля.

3. Підключіть два цифрові виходи контролера до середніх контактів A і B.

4. Подайте живлення на модуль.

5. Після появи живлення встановлюйте логічні рівні A і B.

6. Вибирайте канал відповідно до таблиці.

7. Не подавайте сигнали керування, якщо модуль не має живлення.

Виходи ESP32 і STM32 із рівнем 3,3 В сумісні з входами HMC7992 за живлення модуля 3,3 або 5 В.

Рекомендована послідовність увімкнення:

GND → живлення VCC → керування A/B → RF-сигнал.

3.9. Порядок першого запуску

1. Вимкніть живлення та джерело RF-сигналу.

2. Установіть A = 0 і B = 0.

3. Підключіть генератор слабкого сигналу до RF1.

4. Підключіть приймач, аналізатор спектра або VNA до RFC.

5. Подайте живлення на модуль.

6. Для початкової перевірки використовуйте сигнал приблизно від −30 до −10 dBm.

7. Переконайтеся, що сигнал проходить через RF1 ↔ RFC.

8. Послідовно встановіть комбінації 10, 01 та 11 і перевірте RF2, RF3 та RF4.

9. Тільки після перевірки поступово збільшуйте RF-потужність.

Через розділові конденсатори перевірити проходження сигналу звичайною прозвонкою мультиметра неможливо. Для перевірки потрібен RF-генератор і приймач, аналізатор спектра або векторний аналізатор.

3.10. Правила роботи з передавачем

• Виберіть потрібний канал до ввімкнення передавача.

• Для перемикання повної потужності спочатку вимкніть або значно послабте RF-сигнал.

• Не подавайте понад 0,5 Вт на невибраний RF1–RF4.

• Не використовуйте значення максимальної потужності як постійний режим без контролю температури.

• Якщо до RF1–RF4 підключено декілька передавачів, передавачі на невибраних портах повинні бути вимкнені.

• Найбезпечніша схема перемикання одного передавача: передавач підключений до RFC, а антени або навантаження — до RF1–RF4.

• Передавач повинен працювати на справне 50-омне навантаження з низьким КСХН.

• За високої потужності контролюйте нагрівання плати та мікросхеми.

3.11. Постійна напруга на RF-портах

На RF-лініях модуля встановлені розділові конденсатори. Тому модуль:

• не пропускає постійну напругу через RFC та RF1–RF4;

• не може безпосередньо живити активну антену або LNA через коаксіальний кабель;

• не призначений для комутації постійного струму.

Для подавання живлення коаксіальним кабелем використовуйте зовнішній Bias Tee до або після комутатора.

3.12. Додаткові правила безпеки

• Не допускайте короткого замикання RF-роз’ємів.

• Кабелі та антени підключайте при вимкненому RF-сигналі.

• Не торкайтеся мікросхеми та контактів без потреби.

• Дотримуйтеся заходів захисту від статичної електрики.