Комплексные Системы Связи


<< Назад
  1. Конвертор величин
  2. Расчёт ERP/EIRP
  3. Расчёт уровня сигнала
  4. Расчёт зоны Френеля
  5. Радиус покрытия секторной антенны
  6. Расчёт времени работы бесперебойного питания
  7. Калькулятор IP адресов
  8. Расчёт делителя напряжения
  9. Расчёт ограничивающего резистора для светодиода

Конвертор величин
Ввод
Результат
^ Введите требуемое значение и нажмите необходимую функциональную клавишу ниже
* Преобразование для 50 Oм
Copyright © Charlie, W5AM (Radioing.com)
Преобразования, отмеченные звездочкой (*) производятся для стандартного сопротивления 50 Ом
  • P = Отношение мощностей (Power Ratio) P2/P1

  • дБ (dB) = децибел (decibel), (10 Log10P2/P1);
  • дБм (dBm) = децибел относительно милливатт;
  • dBV = децибел относительно одного Вольта;
  • dBuV = децибел относительно одного микровольта;
  • dBuA = децибел относительно одного микроампера;
  • дБВт (dBw) = децибел относительно одного ватта.

  • В = Вольт (Volts);
  • Вpp (Vpp, peak-to-peak) = Вольты, размах;
  • Вrms = Вольты, среднеквадратическое (Vrms);
  • A = Ампер (Amps)
  • R = Ом (Ohms) = 50 Ом
  • Вт = Ватт (Watts)

  • u = micro = 10E-6
  • m = milli = 10E-3

Расчёт ERP/EIRP
Мощность передатчика
Усиление антенны
Затухание в фидере dB
Эффективная излучаемая мошность
ERP
Эквивалентная изотропная излучаемая мощность
EIRP

  • dBd - децибел к дипольному излучателю
  • dBi - децибел к изоторпному излучателю


Расчёт беспроводного канала
  SITE A SITE B
Мощность передатчика
Усиление антенны dBi dBi
Затухание в фидере dB dB
Частота MHz
Расстояние km
Различные потери dB
Уровень сигнала dB dB
Затухание сигнала (FSPL) dB

Затухание в фидере:

  • 0 - для устройств с интегрированной антенной
  • 1 - для устройств со стандартным пигтейлом до 30-60см


Уровень сигнала влияет на возможность установки связи и на ожидаемую производительность. Почти все производители приводят в характеристиках не реальный минимальный уровень сигнала, а для идеальных условий, где нет помех, солнечной радиации неравномерности атмосферы. Что примерно на 10dB меньше. Более точно можно посмотреть по соотношению сигнал/шум (SNR).

  • >40dB SNR = Полный сигнал. Без обрывов. Полная скорость.
  • 25dB to 40dB SNR = Хороший сигнал. Без обрывов. Скорость может проседать до 2/3.
  • 15dB to 25dB SNR = Низкий сигнал. Может кратковременно прерыватся связь. Скорость 1/3-2/3.
  • 10dB - 15dB SNR = Очень низкий сигнал. Частые обрывы. Минимальная скорость.
  • 5dB to 10dB SNR = Нет связи.
Для примера типичная таблица производителя:
cкорость /
модуляция
заявленый
минимум dB
реально
необходимо
производительность
на 20MGz 2x2
6MBit/s-96-903 Mbit/s
54MBit/s-81-7031 Mbit/s
MCS0-96-887 Mbit/s
MCS7-77-6572 Mbit/s
MCS9-72-5996 Mbit/s
Детальнее о скоростях тут: кратко, подробнее.
А про уровни тут.


Зона Френеля
Расстояние между антеннами км
Расстояние до преграды км
Высота преграды м
Высота подвеса антенны A м
Частота МГц
Максималный радиус м
Радиус над преградой м
Кривизна земли м
Минимальная высота подвеса антенны B* м

* - Расчёт приблизительный, не учитывает рельеф. Условно для расчётов над идеально ровной поверхностью - морем. Для более точных расчётов нужно пользоваться программами типа radiomobile (вариант2). Или онлайн калькуляторами, такими как тут или тут (требуется регистрация).


Более подробно о зоне Френеля можно почитать тут.
В разных источниках указано допустимое перекрытие зоны Френеля от 20% до 40%. Это правильно для цифровых систем с малыми уровнями модуляции. Чем выше скорость передачи, тем выше модуляция. Перекрытие зоны Френеля приводит к "распрямлению" сигнала, в результате даже при высоких уровнях сигнала связь устанавливается толкько на низких уровнях модуляции и соответсвенно низкой скорости. Для системм IEEE 802.11n и особенно IEEE 802.11ac даже небольшое перекрыкрытие зоны Френеля недопустимо.


Радиус покрытия секторной антенны
Высота подвеса антенны H м
Угол наклона антенны град.
Ширина луча (вертикальный раскрыв) град.
Внутрениий радиус км
Внешний радиус км

Расчёт времени работы бесперебойного питания
Необходимая нагрузка Вт
Напряжение аккумуляторной батареи В
Колличество батарей шт.
Емкость одной батареи А*час
КПД преобразователя
Коэффициент глубины разряда
Мощность преобразователя Вт
Время работы ч.
Коэффициент доступной емкости
Уточненное КПД преобразователя
Уточненное время работы ч.

Самое точное - засечь время секундомером и посмотреть сколько проработает. Всё остально - ориентировочные величины.


Базовая формула: емкость аккумулятора в Ампер-часах, умножаем на напряжение аккумуляторов, в вольтах, делим на постоянную нагрузку в Вт, и получаем = Количество часов непрерывной работы. Например, телевизор, который потребляет 80Вт, с аккумулятором на 50 Ампер-часов будет непрерывно работать в течении 7,5 часов (50*12/80).


Формула уточненного расчета имеет вид:
tибп = Uакб * Сакб * N * K * Кгр * Кде/ Рнагр
где:

  • tибп - время автономной работы ИБП при отключении сети, ч;
  • Uакб - напряжение одной аккумуляторной батареи, В;
  • Сакб емкость аккумуляторной батареи, А* ч;
  • N - количество аккумуляторов в батарее;
  • K - КПД преобразователя (h=0,75-0,8);
  • Кгр - коэффициент глубины разряда 0,8 –0,9 (80%-90%);
  • Кде - коэффициент доступной емкости (зависит от режима разряда и температуры )
    • > При одночасовом режиме разряда, tокр=20°С 0,7 (70%)
    • > При двухчасовом режиме разряда, tокр=20°С 0,85 (85%)
    • > При десятичасовом режиме разряда, tокр=20°С 1,0(100%);
  • Рнагр - мощность нагрузки.

K - КПД преобразователя должен указываться на сайте производителя и обычно указывается в идеальных условиях работы. На практике этот КПД снижается из-за реактивной составляющей нагрузки и этот дополнительный коэффициент колеблется от 0.6 до 1. Кроме того КПД преобразователя указан для 100% номинальной нагрузке, при нагрузке меньше 50% КПД резко падает.

Кде - Аккумулятор тоже не отдаёт заряд равномерно. Чем больше ток, тем меньше заряда он может отдать. На графике изображён обычный кислотный аккумулятор. Для AGM или GEL кривая более крутая, указывается в характеристиках конкретного аккумулятора.

Кгр - Аккумуляторы не любят глубокого разряда и выходят из строя. Чтобы продлить срок службы аккумулятора UPS отключаются раньше полного разряда. Хорошие UPS отключаются на 30% заряда. Плохие/китайские могут выключатся на 5-10%, немного дольше работая, но и аккумуляторы придётся менять чаще.


Есть два принципиально разных строения UPS, с вторичным преобразователем (DC/AC) и без.

  • Обычный бытовой UPS - преобразователь DC/AC включается только во время отключения сети 220В. В остальное время напряжение сети 220, после прохождения стабилизатора (может отсутствовать), поступает к потребителю. Такая схема нужна для - "чтобы успеть выключить компьютер" и в такой схеме работы даёт минимальные потери. В главных характеристиках - время переключения и форма выходного напряжения. Может перегреваться при длительной работе.
  • Активный UPS - часто называется SMART, постоянно работает через преобразователь. На выходе всегда синусоида, не перегревается. Но низкий средний КПД и высокая по сравнению с обычным UPS цена. За счёт полной развязки не пропускает любые виды помех, которые могут быть в сети 220В. Применяется для питания чувствительной аппаратуры.
  • Специализированный UPS - по сути это блок питания с резервом от батареи. Напряжение АКБ должно совпадать с рабочим напряжением аппаратуры, обычно 6/12/24/48В. Не имеет вторичного преобразователя, а значит КПД преобразователя всегда 1, максимально полное использование аккумулятора. Широко применяются в системах сигнализации, видеонаблюдения, телекоммуникациях.


Калькулятор IP адресов
IP
маска
Адрес сети (первый IP)
Бродкаст (последний IP)
Префикс
Маска
Обратный префикс
Обратная маска
К-во адресов в сети
К-во устройств в сети

Расчёт резистивного делителя
Напряжение на входе (В)
Сопротивление R1 (Ом)
Сопротивление R2 (Ом)
Сопротивление нагрузки Rн (Ом)
Напряжение на нагрузке (В)
Общий ток (А)
Общее потребление (Вт)
Потребление нагрузки (Вт)
% мощности доходящей до нагрузки

Расчет выходного напряжения производится по формуле: Vout = R2 ÷ (R1 + R2) × V1

Где, Vout – величина выходного напряжения, R1 – сопротивление первого резистора (гасящее плечо делителя), R2 – сопротивление второго резистора (съемное плечо делителя), V1 – величина входного напряжения.


Расчёт резистора для светодиодов
Напряжение питание (В)
Напряжение светодиода (В)
Номинальный ток светодиода (мА)
Тип подключения
Колличество светодиодов
Тип расчёта
Стандартый ряд резисторов
Расчётное сопротивление
Стандартный резистор
Потери на резисторе
Ток на одном светодиоде
Напряжение на одном светодиоде
Ток всей схемы
Потребление светодиодов
Потребление всей схемы
КПД

Внимание! Расчёт приблизительный и даёт только оценочные значения. Готовую схему надо проверять с помощью приборов. Сложность расчёта заключается в том, что хотя схема представляет собой обычный резистивный делитель напряжения, где R1 - искомый резистор, R2 - сопротивление светодиода, но R2 не постоянно и нелинейно меняется в зависимости от напряжения подаваемого на него. При расчётах принимается, что на рабочем участке изменение сопротивления можно принять линейным. Кроме того есть разброс параметров самих компонентов.

Нужен ли вообще резистор, если можно подстроить напряжение под рабочее напряжение светодиодов? Да, потому, что он позволяет понизить напряжение при повышении тока на светодиоде и повышает ему шансы выжить. При подключении светодиодной матрицы к аккумулятору, роль резистора может выполнять сопротивление датчика тока в BMS, которое составляет примерно 1-2 Ом. Это же относится к схемам со стабилизаторами тока (LED driver). При работе со светодиодами >1Вт один резистор не лучшее решение, обязательно нужен какой-то стабилизатор/драйвер. Так же роль ограничительного резистора может играть внутреннее сопротивление аккумулятора/батарейки/стабилизатора, особенно при больших токах и расчётных сопротивлениях меньше 3 Ом.

Всегда надо предпочитать последовательное соединение параллельному. Если позволяет входное напряжение. При параллельном подключении желательно делить светодиоды на группы по 2-4 светодиода со свом резистором и рассчитывать ток чуть меньше номинального. Меньше шансов, что при выгорании одного светодиода придётся перепаивать всю матрицу.

Индикаторные светодиоды имеют рабочий ток 3-15 мА и более нелинейный участок экспоненты в рабочем диапазоне.