Srf mhz что это
Эти загадочные конденсаторы
Эта статья — об особенностях керамических конденсаторов, которые проявляются на высоких частотах (порядка десятков, сотен мегагерц и выше). Статья основана на материалах исследований, проводимых специалистами компании Johanson Technology.
Речь в основном пойдет о керамических конденсаторах, годных для применения в:
Чаще всего для уменьшения габаритов керамические конденсаторы выполняются в виде многослойных керамических конденсаторов — MLCC, Multilayer Ceramic Capacitor, структура которых показана на следующей картинке: 
Одним из мировых лидеров в производстве высокочастотных керамических конденсаторов является компания Johanson Technology, материалы которой и послужили основой для этой статьи.
Что происходит с конденсаторами при увеличении частоты?
При увеличении рабочей частоты первой «особенной» частотой, с которой сталкиваются исследователи, является частота последовательного резонанса – SRF, Series Resonant Frequency. Как известно из курса физики, это частота, при которой реактивное сопротивление идеального конденсатора компенсируется реактивным сопротивлением последовательно включенной идеальной катушки индуктивности таким образом, что общее сопротивление цепи становится равным нулю. В случае керамического конденсатора явление последовательного резонанса объясняется наличием паразитной индуктивности выводов и обкладок конденсатора. И примечательна SRF в нашем случае следующим:
Интересно отметить, что в общем случае, согласно экспериментальным данным, получить грубую оценку частоты первого параллельного резонанса можно, удвоив значение частоты последовательного резонанса.
Другим интересным фактом является то, что можно избавиться от всех нечетных частот параллельного резонанса, включая первую, просто расположив пластины внутренних обкладок многослойного конденсатора не параллельно поверхности печатной платы, а перпендикулярно!
Посмотрите на пример зависимости вносимого ослабления от частоты при двух вариантах расположения обкладок, который приводит Johanson: 
На верхней картинке обкладки конденсатора расположены параллельно печатной плате, а на нижней – перпендикулярно.
Предполагается, что исчезновение нечетных частот PRF связано с уменьшением паразитных емкостей между обкладками керамического конденсатора и печатной платой. Но почему при этом исчезают нечетные резонансы и остаются четные? Если у вас есть какие-нибудь мысли по этому поводу – добро пожаловать в комментарии!
Так как частоты SRF и PRF керамических конденсаторов могут лежать в очень широком диапазоне, информация о них становится жизненно необходимой при проектировании электронных устройств.
В своей документации Johanson Technology приводит значения этих частот, причем частота PRF соответствует частоте первого параллельного резонанса (обкладки конденсатора расположены параллельно поверхности платы).
Вот типичные значения резонансных частот для конденсаторов Johanson Technology размера 0402:
И типичные значения резонансных частот для конденсаторов Johanson Technology размера 0603:
Как видим, резонансные частоты перемещаются в область более низких частот при увеличении емкости и уменьшении размеров конденсаторов. А это приводит к сужению диапазона рабочих частот в случае, когда необходимо, чтобы этот конденсатор вел себя подобно… конденсатору!
Практические рекомендации
где L — индуктивность, нГн, x — длина проводника, см, w — ширина проводника, см, h — высота проводника, см.
Если в устройстве используется модуль беспроводной связи Bluetooth, Wi-Fi, GSM, GPS и пр. с внешней антенной, то обычно рекомендуется предусмотреть в антенной цепи места для установки согласующих элементов (placeholders). Это позволяет при необходимости произвести безболезненную настройку высокочастотной части плат. Для упрощения этой задачи Johanson Technology предлагает использовать специальные кассы высокочастотных компонентов, которые делают процесс согласования ВЧ цепей менее трудоемким.
Ключевые параметры при выборе индуктивности
При выборе индуктивности необходимо учитывать следующие ключевые параметры: способ монтажа (поверхностный монтаж или монтаж в отверстия), величину индуктивности, номинальный ток, активное сопротивление (DCR), частоту собственного резонанса (SRF), добротность (Q) и диапазон рабочих температур. Обычно требуется, чтобы габариты катушки индуктивности были как можно меньше, однако в каждом конкретном приложении размеры катушки определяются величиной индуктивности и номинальным током.
От чего зависит величина индуктивности дросселя?
Если предполагается использовать катушку индуктивности в качестве простого однозвенного высокочастотного фильтра 1-го порядка, то выбор конкретного компонента производится исходя из частотного спектра шума, который необходимо подавить. На собственной резонансной частоте (SRF) последовательный импеданс катушки индуктивности максимален. Таким образом, для ВЧ-фильтрации следует выбирать дроссель, у которого собственная резонансная частота близка к частоте шума.
Для фильтров более высокого порядка индуктивности отдельных элементов должны быть рассчитаны, исходя из требуемых частот срезов фильтров (для фильтров нижних и верхних частот) или ширины полосы пропускания (для полосовых фильтров). Для выполнения таких расчетов чаще всего используются программы моделирования, такие, например, как SPICE, AWR Microwave Office и Agilent Genesys или ADS.
Для калиброванных цепей или цепей с согласованным импедансом, желательно выбирать компоненты с минимальным разбросом номинала. Как показано в Таблице 1, проволочные индуктивности, как правило, отличаются меньшим отклонением от номинального значения по сравнению с многослойными печатными и толстопленочными индуктивностями.
Таблица 1. Сравнение параметров различных индуктивностей
Тип индуктивности
Индуктивность, нГн
Точность
Q при 1,8 ГГц
Рейтинг тока, мА
Многослойная (TDK MLK1005S2N7ST)
Выводная (Coilcraft 0402HP-68NXGL)
Многослойная (TDK MLK1005S68NJT)
Как влияет величина тока на выбор индуктивности?
Для сохранения приемлемого уровня потерь и ограничения перегрева катушки индуктивности при протекании большого тока необходимо либо увеличивать сечение провода, либо использовать больше жил того же размера. Применение провода увеличенного сечения позволяет уменьшить активное сопротивление (DCR) и повысить добротность Q, однако расплатой за это становится увеличение габаритов катушки, кроме того, собственная резонансная частота может оказаться ниже. Из таблицы 1 видно, что дроссели с проволочной обмоткой превосходят многослойные печатные индуктивности (того же размера и индуктивности) по уровню допустимой токовой нагрузки.
Увеличение допустимого тока и снижение активного сопротивления обмотки, а также сокращение числа витков могут быть достигнуты за счет использования дросселя с ферритовым сердечником. Однако индуктивности с ферритовым сердечником имеют свои недостатки, такие как значительная температурная зависимость индуктивности, значительная погрешность номинала, пониженная добротность и низкий ток насыщения. Ферритовые дроссели открытого типа, такие как серия LS от Coilcraft, не будут насыщаться даже при протекании номинального тока.
Таким образом, величина тока определяет сопротивление обмотки?
Номинальный ток и активное сопротивление обмотки тесно связаны. Чем меньше сопротивление обмотки, тем меньше будет перегрев при протекании тока, а значит, тем выше может быть сам ток. Кроме того, в большинстве случаев, если все остальные параметры остаются без изменения, для уменьшения сопротивления необходимо использовать дроссель большего типоразмера.
Какой должна быть частота собственного резонанса?
Частота собственного резонанса определяется следующим образом:
На частоте собственного резонанса дроссель обеспечивает максимальное ослабление шума. На более низких частотах импеданс уменьшается. В точке собственного резонанса полное сопротивление достигает максимального значения. На более высоких частотах сопротивление также уменьшается.
В фильтрах более высокого порядка и в приложениях с согласованным импедансом желательно иметь более плоскую частотную зависимость индуктивности вблизи требуемой частоты. Это предполагает выбор дросселя с частотой, значительно превышающей рабочую частоту. Эмпирическое правило заключается в выборе индуктивности, у которой собственная частота резонанса в 10 раз выше рабочей частоты. Обычно, величина индуктивности определяет частоту резонанса и наоборот. Чем выше индуктивность, тем ниже частота резонанса, что является следствием увеличения емкости обмотки.
Частотная зависимость индуктивности и импеданса
Индуктивность и импеданс резко возрастают вблизи собственной резонансной частоты (SRF), как показано на рисунке 1. Если предполагается использовать катушку индуктивности в роли простого ВЧ-фильтра, в таких случаях следует выбирать дроссель, у которого частота резонанса максимально близка к частоте подавляемого шума. Для других приложений следует выбирать дроссель, у которого частота резонанса максимально, как минимум в 10 раз, выше рабочей частоты.
Рис. 1. Частотная зависимость индуктивности и импеданса проволочного дросселя 100 нГн
В каких случаях важна добротность?
Высокое значение добротности (Q) обеспечивает узкую полосу пропускания, что важно, если катушка индуктивности используется в составе LC-генератора или в другом узкополосном приложении (рисунок 2). Высокое значение Q также приводит к низким потерям и способствует уменьшению энергопотребления.
Рис. 2. Высокая добротность (Q) обеспечивает узкую полосу пропускания и низкие потери
Добротность индуктивности рассчитывается следующим образом:
Все зависящие от частоты параметры, активные и реактивные потери учитываются в Q, в том числе индуктивность, емкость, скин-эффект проводника и потери в материале магнитного сердечника. Как указано в таблице 1, индуктивности с проволочной обмоткой имеют гораздо более высокие значения Q, чем многослойные печатные индуктивности того же размера и номинала.
Как выбрать рейтинг температуры?
При увеличении тока и сопротивления потери мощности в индуктивности увеличиваются. В свою очередь потери приводят к разогреву и повышению температуры компонента. Номинальный ток индуктивности обычно приводится для заданной температуры окружающей среды, но из-за собственных потерь температура компонента оказывается выше температуры среды. Например, если компонент с верхней границей диапазона рабочих температур +125° C в процессе протекания номинального значения полного тока (Irms или Idc) дополнительно нагревается на 15 °C, то его собственная максимальная температура составит приблизительно 140 °C. При выборе катушки индуктивности нужно убедиться, что температура окружающей среды и потребление тока в приложении не превышают номинальных значений.
Как быстро найти индуктивности, которые обладают всеми необходимыми характеристиками?
Сравнение спецификаций дросселей от различных производителей может занять много времени. Инструмент поиска индуктивностей Coilcraft позволяет выбирать катушки по шести различным параметрам. Фильтр автоматически оставляет только те модели, которые удовлетворяют заданным требованиям.
Ликбез о радиосвязи
-Зачем они нужны?
-диапазоны частот. Что это такое и какой выбрать?
-субтоны, почему они не “подканалы”;
-дальность радиосвязи (мощность, антенна и рельеф);
-энергопотребление и вес. Важная для туристов тема;
-аксессуары. гарнитуры и ларингофоны;
-как общаться.
Раньше все ходили без них, но рации добавляют чрезвычайно много удобства и безопасности в ваших приключениях. Например:
Теперь ближе к делу.
Про частоты.
Немного физики. Совсем чуть-чуть.
Все же видели волны? Для тех, кто не видел, вот они: 
А вот собственно физика. То, как часто волнуются волны измеряют в Герцах (Гц). 
Всё! Вся физика!
С дальнейшим выбором количества герц нам помогает наше государство (Россия), где разрешены для всеобщего безлицензионного использования следующие диапазоны:
Другими диапазонами пользоваться нельзя. Они для самолетов, моряков, полиции и т.д. Там за хулиганство будут наказывать, ибо вы будете реально мешать (например, по незнанию балаболя на частоте 16 морского канала, который служит для подачи сигнала SOS).
Физика, показанная выше, говорит нам, что CB будет лучше работать в условиях пересеченной местности, но:
-рации в этом диапазоне большие, в карман не положишь, требуют много напряжения для работы, тяжелые.
Рация CB слева и рация LPD справа
-мало моделей и они дорогие. Мне известна продукция фирмы КБ Беркут (на фото выше слева), качество сборки которой оставляет желать лучшего, и, найденная на просторах интернета, модель Алан 42, которая выглядит адекватной, но дорогая.
Рации СВ диапазона получили распространение у водителей-дальнобойщиков, для которых вес и питание не являются лимитирующими факторами. Туристам, альпинистам и прочим outdoor’щикам подавай что поменьше.
Рации диапазонов LPD и PMR как раз компактные, дешевые (утопить не так жалко) и моделей куча на вкус и цвет. В основном о них и будем вести дальнейший разговор.
Разницы между ними особой нет. Только LPD запрещен в половине стран Европы, поэтому, собираясь кататься куда-нибудь в Швейцарию, возьмите PMR, а рядом во Франции или Германии уже можно пользоваться LPD.
Вот двухдиапазонная рация, настроенная на прием одновременно частоты в LPD диапазоне (верхняя строчка) и PMR (нижняя строчка) 
И сделали рации, в которых можно выставить только номер канала, в них даже нет клавиатуры или ручек, чтобы выставлять произвольную частоту.
Теперь достаточно сказать просто “Вася, переходи на одиннадцатый”. Если у Васи вот такая канальная рация, то ему даже не надо знать, о том, что такое LPD, какие у него частоты и прочую лабуду. Даже о том, что у него именно LPD, ему знать, как правило, не надо. Надо просто выбрать цифру 11 на экранчике. 
Канальная рация фирмы Midland LPD диапазона с выбранным 11 каналом
Обычно на таких канальных рациях канал выбирается двумя кнопочками со стрелками, путем “пролистывания” цифр по кругу.
Важный момент: обратите внимание, каналы LPD и PMR не пересекаются друг с другом! Если у одного человека канальная рация LPD, а у другого канальная PMR, то они не смогут связаться!
Кто хочет иметь возможность общаться во всех диапазонах, купите себе канальную рацию с LPD и PMR (например, Midland GXT-850) или частотную рацию. Например у меня частотная Baofeng UV-5R, что на фотографии выше, она еще и в двухметровый диапазон может залазить. В этой рации есть два режима (переключаются рыжей кнопкой сверху).
1. Частотный режим. В нем я на клавиатуре рации набираю цифры той частоты в которой я собираюсь работать. Как в телефоне номер. 
В верхней строке рации слева (частотной) набрана частота 2 канала LPD, который выбран на рации справа (канальной). Теперь по этим двум рациям можно общаться друг с другом.
2.Режим выбора предзаписанных каналов. В этой рации есть 128 ячеек памяти в каждую из которых я могу записать с компьютера с помощью специального проводка свои частоты и дать им своё имя. Во-первых это полезно тогда, когда я хочу связаться с канальной рацией какого-то диапазона, но не помню наизусть тот страшный длинный номер частоты. Я запишу в рацию традиционную сетку LPD и PMR и при необходимости выберу нужный канал. Во-вторых ведь никто не осудит меня, если я вдруг захочу общаться со своими друзьями не в общепринятом канале, а на частоте между каналами например, и мне лень каждый раз ее вводить руками. Я могу записать её в рацию и дать имя “DRUH 1” например. Или в моей тусовке принято общаться на канале с определенным субтоном (что это такое пойдет ниже), я тоже это могу записать с компьютера, а потом выбирать стрелочками как на удобной и простой канальной рации.
Есть даже рации вообще без экранчиков. 
Туда каналы заливаются только через провод с компьютера и выбираются на ней отдельным тумблером. Такие рации самые дешевые, но перенастроить их в поле уже не выйдет, а чтобы сконтачиться с владельцем иной настраиваемой рации (хоть канальной, хоть частотной) надо помнить наизусть, что туда внутрь ее электронной памяти записано. Тогда человек с настраиваемой рацией получит шанс с вами законектиться.
Субтоны
(неправильное название: “подканалы”, “допканалы”) Что это такое и зачем нужны?
Если каналы придумали, чтобы было удобнее сконектиться с кем-то, то субтоны придумали, чтобы от этого кого-то отконектиться 🙂
Каждый, включавший рацию, всякий раз слышал строителей, таксистов, охранников магазинов, при этом слышать он их не хотел. Для таких случаев и придумали субтоны.
Включив один из аналоговых (CTCSS) или цифровых (DCS) субтонов (кодов, как их еще называют), вы перестанете слышать всех остальных у кого не включен тот же набор: канал+субтон.
Например у моей рации Midland GXT 1050 (канальная LPD) 38 аналоговых и 104 цифровых субтона. Если я использую один из каналов LPD, вероятность того, что в выбранном мною канале уже кто-то общается равна 1/69, а если я включу один из аналоговых субтонов, то такая вероятность будет 1/2622. Кажется я буду в тишине 🙂 А еще с субтоном хаотичные “ПШШШ” практически исчезают. 
Второй канал LPD и пятый аналоговый субтон на рации Midland
С субтонами есть такая проблема, что если частоты каналов приняли одинаково во всем мире, и все производители делают одинаковые каналы, то субтоны делает кто как хочет. Т.е. чтобы сконектить по субтонам рации одной модели надо лишь выставить на каждой одинаковое значение его, а чтобы сконектить разные модели надо поплясать с бубном. Мне приходится так плясать, так как у меня рации разных производителей. Модели мои очень популярные, и вопрос может часто возникнуть не только у меня: “Как же совместить субтоны разных производителей?” Вот встретитесь вы с кем-то в лесу.
Та же самая ерунда, что с аналоговыми, только производители еще и не договорились какой импульс считать нулем, а какой единицей (двоичная система понимаешь ли). В результате появились обозначения «n» («прямой») и «i» (инверсный). Это не два разных несовместимых мира. Для каждого прямого есть полностью совместимый инверсный. А некоторые, как тот же Midland, просто дали им порядковые номера (выглядеть это будет как на той же фотке «Midland c пятым аналоговым субтоном», только над номером субтона будет надпись не «CTCSS», а «DCS»).
Мощность радиостанции
Существует два заблуждения:
-PMR работает на более дальние дистанции, т.к. его максимальная разрешенная мощность в РФ в 100 раз больше LPD (10 мВт LPD и 0.5Вт PMR);
-чем мощнее радиостанция, тем круче.
То есть на самом деле мощность рации что LPD, что PMR одинакова. Как правило большинство моделей имеет мощность около 5 Вт.
Теперь про мощность рации вообще. Расстояние на котором слышно рацию пропорционально квадратному корню от мощности. Т.е. чтобы увеличить дальность в два раза, мощность надо увеличить в 4.
Пример: Рация 5 Вт (таких большинство) добивает в определенной местности, предположим, на 3 км. Такая же рация 8 Вт будет добивать всего на 3,7 км. А батарейку 8 Вт жрет сильно быстрее, чем 5 Вт. Стоят ли 700 метров этого? И вас с более мощной рацией слышать то будут чуть дальше, а вот вы остальных “неудачников” с маломощными рациями будете слышать также. Кстати, все равно рации в LPD и PMR диапазонах работают в зоне прямой видимости. За домами, изгибами рельефа все равно никто ничего не услышат, какая бы там мощность не была. Хотя в теории можно связаться с МКС, пролетающей у вас над головой.
Да и нужна ли вам вообще дальность? На практике, не часто. Из перечисленных мною вариантов использования радиосвязи дальность нужна только при радиальном выходе части группы либо при поисковых работах.
Энергопотребление
Актуальная тема для туристов и тех, кто долго работает с рациями вдали от розетки. Тут есть свои нюансы.
Сразу скажу, ответа на вопрос: «А на сколько аккума хватает?» Вам точного никто не даст. Все зависит от характера использования. На прием рация «ест» в разы меньше, чем на передачу. Вы больше любите слушать или говорить?
Носимые рации бывают работают от батареек/аккумуляторов АА/ААА (как моя рация Midland GXT 1050, работающая от любимых мною аккумуляторов АА) или от собственных аккумуляторов (как мой Baofeng UV-5R).
Казалось бы, для автономного похода надо брать Midland и всё тут. Но на самом деле, если задуматься, все чуточку сложнее.
Ниже я приведу расчеты для своих раций. Конечно, не обязательно, что у вас будет точно такой же выбор, но выводы будут интересные, и вы сможете по аналогии изучить свои варианты (хотя Baofeng UV-5R ОЧЕНЬ популярная рация, да и среди канальных часто вижу свой Midland или чуть более младшие модели, не очень отличающиеся от него). Тут реально есть, над чем подумать.
Вес снаряженной рации Midland 277 грамм, вес Baofeng UV-5R 212 грамм или 221 с увеличенной антенной.
Вес 1 аккума IKEA (2450 mAh) или Eneloop pro (2500 mAh) 31 грамм. В рации Midland их надо 4 штуки, т.е. комплект весит 124 грамма.
Вес 1 стандартного аккума Баофенга UV-5R 79 грамм.
Т.е. брать аккумы к Баофенгу легче. Но…
Рация Baofeng UV-5r и расширенный аккумулятор или батарейный блок АА
Открытый батарейный блок для АА
Табличка весов аккумов Baofeng UV-5r. В батблоки вставлялись аккумы IKEA LADDA, но вы можете вставить что захотите.
Предположим, я ухожу жить в тайгу, в поход 6 кс, в общем на очень долгое время вне цивилизации, и беру с собой рации, рассчитывая заряжать их.
В случае Midland я достаю из него 4 элемента АА и подсоединяю их к ROBITON MobileCharger, который может заряжать 4 АА/ААА сразу.
А если я беру Baofeng UV-5R?
Вариант 1. Я беру к нему батарейный блок. Не важно для АА или для ААА формата.
И в том и в другом 6 элементов питания. Тут мне точно придется использовать минимум два выхода USB. Один для ROBITON MobileCharger и 4х аккумов, другой например для «ляшугки» ROBITON SmartCharger Traveller для еще двух. (и то и то я ношу в своём походном комплекте электроники) А если первое устройство будет занято, то тогда я смогу зарядить с помощью двух “лягушек” только ⅔ рации. Печально.
Вариант 2. Я беру Baofeng UV-5R со стандартным аккумулятором. И такой аккумулятор я могу заряжать одной лягушкой ROBITON SmartCharger Traveller, но что дико не удобно (аккумы баофенга там плохо держатся). Так что я возьму стакан для зарядки аккума баофенга от USB. 
Зарядник от USB слева, справа зарядник идущий в стандартном наборе при покупке.
Вот такая математика. Мораль вышеизложенного: Выбирайте рацию исходя из ваших задач, условий и имеющегося снаряжения.
Полезные приблуды
Подсумки. В теории сохраняют рации жизнь и не дают потеряться. Хотя и в нагрудном кармане курток прекрасно она себя чувствует. Удобно держать рацию на лямке рюкзака, может вам туда и подсумок прилепить захочется? В любом случае шнурок самостраховки с карабинчиком/петлей, возможно, вам покажется уместным.
Гермы. Влезают туда все видимые мною рации, кроме здоровых СB (27Мгц). Оттуда и слышно, и можно говорить. Шнурок регулируемый удобный.
Ларингофоны. В теории прикольно тем, что ветер не дует в микрофон. Эта штука снимает голос с шеи. Но надо научиться пользоваться и держать на нужном месте.
Тангенты. Не всегда выносная кнопочка PTT объединена с микрофоном (тогда это гарнитура). Такую удобно прикрепить на руль велосипеда.
Как использовать девайс-то?!
Из того, что надо знать для самого просто ведения переговоров вне зависимости от модели и всего на свете.
Что это было? ”Да, развязывай” или “Не развязывай”?
Дабы понять собеседнику, что вы окончили передачу информации, и сейчас ваша рация перейдет в режим приема (вы отпустите тангенту), в конце фразы принято говорить “Прием”
— У нас все хорошо, как приняли? Прием.
— Понял, у вас все хорошо, отбой. конец связи.
В начале сеанса связи хорошо бы убедиться, что собеседник вас слышит и, если вас более двух в рабочей группе, сообщить ему кого и кто вызывает (сначала позывной того, кого хотят услышать, а потом свой).
— Петя, ответь Васе, как слышишь меня. Прием.
В этот момент Петя понимает, что из клапана его рюкзака раздается какой-то звук. Он вспоминает, что у него есть рация, что наверняка он пропустил сеанс связи. Петя начинает снимать рюкзак и выуживать оттуда рацию. Вася не выдерживает и повторяет.
— Петя, ответь Васе, как слышишь меня. Прием.