Как усилить сигнал: Как усилить сигнал сотовой связи

4 способа, как усилить сотовую связь

Плохая сотовая связь причиняет массу неудобств в повседневной жизни. Есть несколько способов улучшить прием сигнала GSM, 3G и 4G-LTE. Рассмотрим все возможные варианты, чтобы понять, какой из них наиболее эффективен.

Сигнал мобильной связи может быть слабым по нескольким причинам. Например, вы оказались за пределами города вне зоны покрытия операторов. Или наоборот, вокруг вас плотная городская застройка и мощные высотные здания. При этом вы не можете дозвониться до абонента или сами оказываетесь недоступными, а еще не получается выйти в интернет – страницы грузятся медленно. Предлагаем несколько идей, как усилить сигнал сотовой связи, где бы вы ни находились.

Способ 1: Установить репитер

В переводе с английского репитер означает «повторитель». Это устройство, которое обрабатывает и усиливает сигнал, поступающий от базовой станции оператора связи.

Репитер входит в комплект для усиления сигнала, где кроме него есть внешняя и внутренняя антенны, коаксиальный кабель, высокочастотные разъемы. Коэффициент усиления может варьироваться от 40 до 90 дБ в зависимости от бренда, модели и ее назначения. Репитеры с КУ ниже 60 дБ менее чувствительны к приему и нормально функционируют только при небольшой удаленности от БС.

Различают одно-, двух- и трехдиапазонные усилители. Однодиапазонные предназначены только для усиления GSM-сигнала и работают на одной частоте: 900, 1800 или 2100 МГц. Двух- и трехдиапазонные репитеры помимо голосовой связи усиливают мобильный интернет 3G/4G. Чем больше диапазонов поддерживает репитер, тем выше его стоимость.

Принцип работы репитера:

  1. Внешняя антенна устанавливается за пределами дома (на фасаде, крыше и т.д.) и направляется в сторону базовой станции вашего сотового оператора. Расположение БС можно узнать с помощью анализатора спектра, приложений («Сотовые Вышки, Локатор», «Базовые станции», «Карты 3G 4G Wi-fi связи») или единой карты покрытий Tele2, Мегафон, МТС, Билайн, Yota.
  2. Сигнал по кабелю передается на репитер, подключенный к электросети.
  3. В устройстве сигнал «повторяется» и усиливается, расширяя зону покрытия оператора.
  4. В помещении репитер раздает усиленный сигнал с помощью внутренней (абонентской) антенны.

Можно установить репитер самому или обратиться к профессиональным инженерам. Монтаж системы несложный, но к нему надо подготовиться: оценить уровень приходящего сигнала, местонахождение вышки, рассчитать площадь помещения, количество и расположение антенн. Если опыта недостаточно, лучше обратиться к специалистам компании GSM-LINK, которые выполнят замеры и спроектируют индивидуальную систему усиления вашего дома с учетом всех параметров. Ведь неправильно установленный репитер будет излучать радио шумы и помехи, мешающие работе базовых станций. В этом случае вам грозит штраф от Роскомнадзора с обязательным требованием демонтировать репитер.

Плюсы способа:

  • «2 в 1»: можно совершать голосовые звонки и пользоваться интернетом;
  • подходит для помещений любой площади;
  • уличная антенна работает при любой погоде;
  • не нужно приобретать дополнительные аксессуары (сим-карту, роутер и т. д.)

Минусы:

  • сложно установить самостоятельно;
  • требуется тщательный подбор.

Усилитель – универсальный прибор, который подойдет для дачных домов, многоэтажных строений из стекла, бетона, металлических каркасов. Его можно использовать в деревне, в подвале, на подземных парковках.

Способ 2: Установить внешнюю антенну

Можно пойти другим путем, увеличив скорость мобильного интернета 3G и 4G. Это позволит совершать звонки и отправлять сообщения через мессенджеры, даже если голосовая связь слабая или в ней присутствуют помехи и шумы. Наиболее распространены два варианта использования антенн:

  1. Антенна, подключенная к USB-модему и Wi-fi роутеру. Система состоит из трех элементов: уличная антенна, USB-модем с сим-картой и поддержкой 4G и роутера вай-фай. Антенну устанавливают снаружи помещения: на уровне окна, на крыше или специально закрепленной мачте и направляют в сторону ближайшей базовой станции оператора. Чем выше будет расположена антенна, тем большего усиления получится добиться. Антенна принимает сигнал, который затем по кабелю попадает на 4G-модем с роутером. Усиленный сигнал распространяется в виде мощного Wi-Fi интернета. Этот вариант подходит для дачи, старинных зданий с толстыми кирпичными или бетонными стенами. То есть тех случаев, когда на улице сигнал имеется, а внутри ни связь, ни интернет не «ловят».
  2. Антенна со встроенным 3G/4G роутером. В этом случае роутер вместе с антенной расположены на улице, а сигнал будет передаваться по кабелю в дом, где усилиться Wi-fi. Как правило, кабель длинный (до 80-100 м), тонкий, легко скрывается под плинтусом. В системах используется технология PoE, то есть и передача сигнала, и питание происходит по одному кабелю. Такое устройство поддерживает частоты до 2700 МГц и современные стандарты 3G/4G.

Плюсы антенн:

  • простая установка, все легко подключить самостоятельно;
  • мобильный интернет доступен при большой удаленности от вышки оператора;
  • невысокая стоимость.

Минусы

  • не усиливают голосую связь;
  • необходимо приобретать сим-карту для модема;

Часто возникает вопрос: как улучшить связь, находясь за городом в движении (например, путешествуя на авто или занимаясь перевозкой грузов). Здесь поможет установка круговых антенн. У них небольшой коэффициент усиления, но сигнал принимают, даже находясь внутри металлического кузова. Их нередко ставят в грузовые ТС и даже на речной транспорт. Конструкция всенаправленная и не привязана к конкретной базовой станции, Таким образом, она как бы получает «данные» из нескольких вышек, что дает вполне приемлемый уровень интернета.

Способ 3: Изменение настроек на смартфоне

Интересный вариант, как усилить сигнал сотовой связи на даче или находясь очень далеко от базовой станции, например, в лесу или в горах. Если срочно нужно совершить звонок, попробуйте поменять режим сети на телефоне. Часто в зоне плохого приема смартфон постоянно «ищет» сеть, сильно подвисает, расходует заряд батареи. Например, если вы находитесь вне зоны покрытия 3G, установите режим «только 2G» Тогда смартфон не будет пытаться подключиться к частотам 3G стандарта. Как измерить уровень сигнала на телефоне читайте в нашей статье.

Ваша задача – отключить «ненужные» частоты, которые отсутствуют в зоне вашего пребывания. Этот способ доступен только для устройств на Андроид:

  1. Откройте «Настройки» → «Мобильные сети» → «Предпочтительный тип сети». Из предложенного списка выберите 2G, 3G или 4G (LTE). Протестируйте каждый из режимов: получается ли дозвониться до другого абонента, можно ли отправить сообщение, какая скорость загрузки страниц в браузере и т.д.
  2. Откройте расширенное инженерное меню. Для этого скачайте приложение MTK Engineering Mode, найдите пункт МТК Settings и далее выберите «Режим полосы» и нужную сим-карту. Перед вами появится окно с многочисленными настройками и частотами в режиме GSM mode и UMTS. Вам нужно снять галочки со всех сетей, кроме EGSM900, DCS1800 и WCDMA-GSM-900. Те же действия нужно повторить со второй сим-картой, если она используется. Так ваш смартфон перестанет сканировать неиспользуемые частоты и будет стабильнее сохранять сигнал сети. Внимание: приложение MTK Engineering Mode совместимо только со смартфонами, работающими на базе процессора MediaTek.
    Это часть моделей Xiaomi, Meizu, Vivo и других китайских марок.

Аналогичным способом можно решить проблему и на айфоне. Вам нужно открыть «Настройки» → «Сотовая связь» → «Параметры данных» → «Включить LTE». В последнем пункте поставьте галочку «Только данные». Так вы отключите голосовую связь в формате 4G, и при слабом сигнале телефон автоматически перейдет на более низкую частоту. В результате возможно добиться устойчивого уровня сети, несмотря на то, что скорость загрузки страниц будет существенно ниже.

Способ 4: Применить подручные средства

Напоследок – способ усиления связи в домашних условиях с помощью самодельной антенны. Подходит обладателям «устаревших» моделей телефонов: кнопочных, со съемной крышкой и аккумулятором. Конечно, вам потребуются хотя бы базовые навыки в инженерии и пайке, иначе рискуете повредить мобильное устройство.

Для работы понадобятся: отрезок медной проволоки длиной 40-45 см, коаксиальный кабель, фанеры, болты или саморезы, изолента, пассатижи.

Отмерьте на проволоке равные промежутки примерно по 5 см. Загните пассатижами в отмеченных участках под прямым углом. Получатся два ромба, концы которых нужно соединить и спаять. Зачистите концы коаксиального кабеля. В самый центр, между двумя ромбами, направьте кабель и подсоедините при помощи мягкого припоя. В итоге кабель превращается в продолжение антенны.

Антенну установите на крыше здания и направьте в сторону ближайшей БС. Кабель подключите к телефону через специальный цилиндрический разъем под задней крышкой.

В отличие от настоящего репитера полученный сигнал не обрабатывается, не отделяется от шумов и, соответственно, усиливается очень слабо. К сожалению, способ не универсален, ведь у современных гаджетов нет разъема для подключения кабеля. У большинства цельный корпус, и разбирать его своими руками для установки антенны крайне нежелательно.

Если вы не готовы экспериментировать, то лучшим вариантом из описанных будет усилитель сигнала. А проконсультироваться по подбору оборудования и оформить заявку на установку вы можете, обратившись в компанию GSM-LINK.

Как усилить сигнал мобильной связи

   Покрытие мобильной связи в Украине практически достигло своего максимального проникновения — все крупные операторы рапортуют об качественном национальном покрытии. Так ли это на самом деле?

   Конечно же они лукавят. Любой коммерческий оператор прежде всего думает о прибыльности своего бизнеса. И поверьте, качество покрытия прямо пропорционально плотности потенциальных абонентов на определённой местности. Для этого у существуют отделы планирования, главная цель которых правильное распределение радио ресурсов сети. В итоге страдают малозаселённые и удалённые от цивилизации уголки нашей страны. Отсутствие качественного покрытия компенсируется невероятной красотой и живописностью этих мест.

Причины плохой мобильной связи

Плохой сигнал сотового оператора — главная причина не качественной связи и низкой скорости мобильного интернета.

В городских условиях это отчасти связанно с местоположением объекта, его конструктивными особенностями, материалами стен и перекрытий, которые являются искусственными преградами для прохождения радиоволн. Так проблемы со связью чаще всего наблюдаются в подвальных и полуподвальных помещениях, в подземных паркингах, на первых и последних этажах высотных домов (выше 12 этажа), в помещениях, окруженных высокими зданиями (искусственные «колодцы»), которые заграждают прохождение радиоволн. Все эти факторы мешают распространению радиоволн, что вызывает проблемы как с голосовой связью (обрывы, не дозвоны, плохую слышимость, «металлический голос») так и с мобильным интернетом (обрывы и низкую скорость).

В условиях сельской местности, как и на объектах большого удаления от базовых станций (производства, складские помещения, АЗС и т.д) основными причинами плохой голосовой связи и мобильного интернета являются большие расстояния до вышек, рельеф местности, лес, конструкционные особенности помещений. В таких условиях «родные» внутренние антенны телефонов, 3G/4G модемов и роутеров не в состоянии качественно ловить слабый сигнал, что и приводит к обрывам, плохой слышимости и низкой скорости мобильного интернета. А в некоторых случаях и вообще к отсутствию какого либо сигнала сотовой сети.

   Но не будем расстраиваться, решение есть. Это усиление сигнала мобильной связи с помощью специальных антенн и сотовых репитеров.

Итак, с чего же начать? Самый первый шаг — определить качество и параметры имеющегося сигнала. 

Для начала надо измерить уровень сигнала сотовой сети. На смартфоне с Android заходим в меню: Настройки> О телефоне> Общая информация> Уровень сигнала и смотрим данные.

Для разных смартфонов, путь к меню с информацией об уровне сигнала может незначительно отличаться.

Например, для MIUI 12 (в нашем случае это телефон Xiaomi MI9) —  Настройки> О телефоне> Все параметры> Общая информация> Статус SIM

Сила сигнала указана в децибелах (дБ). Почти все гаджеты работают в районе от: -51 дБ до -120 дБ.

Также существует в свободном доступе много приложений для Android с более расширенным функционалом. Например, в Google Play — Netmonitor:

Скачать APK файл Netmonitor

Версия: 1.17.2

Скачать архив RAR Netmonitor Версия: 1.17.2

  • Удалена реклама
  • Удалена аналитика
  • Почищен интерфейс
  • Удалён мусор
  • Оптимизированы ресурсы

В приложении отображается информация: уровень сигнала, тип сети, текущий канал — UARFCN, Band — B1: 2100:

Для особо любопытных есть возможность покопаться и поглубже. В правом нижнем углу при нажатии на три точки доступно меню приложения. Здесь нас интересует подпункт «Phone info«:

Мы попадаем в скрытое инженерное меню настроек смартфона, где можно получить максимум информации о сигнале и самое главное — принудительно выбрать интересующий нас тип сети:

А теперь разберёмся в цифрах:

-51 дБ считается самым лучшим сигналом, а вот

-120 дБ — это полное отсутствие сигнала. С цифрами разобрались, перейдем к способам улучшения сигнала.

Для голосовой связи нам интересны измерения сигнала в сети GSM only (2G сеть)  и WCDMA only (3G сеть).

Состоянием на май месяц 2021 года, в Украине голосовая связь и Интернет распределились по частотам в таком порядке:

  • Частота 900 — это голосовая связь GSM900 и 4G LTE 900 интернет
  • Частота 1800 — это голосовая связь GSM1800 и 4G LTE 1800 интернет
  • Частота 2100 — это голосовая связь WCDMA 2100 и 3G интернет
  • Частота 2600 — 4G интернет LTE 2600

Перейти в полный  каталог для выбора необходимого репитера используя гибкий фильтр.

Как усилить звуковые сигналы | Блог Advanced PCB Design

 Основные выводы

  • Входной сигнал аудиоусилителя находится в частотном диапазоне от 30 Гц до 15 кГц.

  • Аудиоусилители широко используются в звуковых системах, музыкальных инструментах, системах радиовещания, беспроводных передатчиках и системах передачи сигналов на большие расстояния.

  • Усилители класса D используют широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) для создания импульсов выходного напряжения, которые приблизительно соответствуют аналоговому входному сигналу.

Усилитель мощности класса D является самым популярным усилителем аудиосигнала благодаря своему легкому весу и характеристикам рассеивания тепла. или радиоустройства. Аудиосигналы представляют собой большие сигналы, и для усиления этих аудиосигналов используются усилители мощности. Усилитель мощности класса D является самым популярным усилителем аудиосигнала благодаря своему легкому весу и характеристикам рассеивания тепла. Он обеспечивает наименьшее искажение аудиосигналов. В этой статье мы обсудим, как работает усиление аудиосигнала, а также особенности усилителей класса D.

Почему важно усиливать звуковые сигналы?

В некоторых случаях требуется усиление аудиосигнала. Давайте рассмотрим пример системы громкой связи. Когда говорящий передает свой голос в микрофон, звуковой сигнал преобразуется в электрические сигналы. Электрические сигналы имеют низкое напряжение, в диапазоне милливольт. Сигналы низкого напряжения не могут заставить громкоговоритель воспроизводить звук. Сигналы низкого напряжения должны быть усилены до достаточно высокого уровня напряжения. Для усиления аудиосигнала можно использовать аудиоусилители. Усилители представляют собой электронные схемы, которые выводят входной сигнал с коэффициентом усиления. Они усиливают сигнал с минимальными искажениями. Усилители можно классифицировать по их режимам работы, конфигурации схемы и связи.

Классификация усилителей 

В зависимости от рабочей частоты усилители классифицируются как:

  1. Усилители постоянного тока — Усиливают сигналы от нулевой частоты до примерно 10 Гц.

  2. Аудиоусилители — Входной сигнал аудиоусилителей находится в частотном диапазоне от 30 Гц до 15 кГц.

  3. Широкополосные усилители или видеоусилители — Видеоусилители работают на входных сигналах частот до нескольких МГц.

  4. ВЧ-усилители — Входные сигналы ВЧ-усилителей находятся в диапазоне от нескольких кГц до сотен МГц.

Как усилить звуковые сигналы с помощью усилителей звука

Усилители звука используются для усиления звуковых сигналов. Аудиоусилители относятся к большим усилителям сигнала. Это усилители мощности, требующие высоких сигналов переключения. Большинство аудиоусилителей в приложениях являются многокаскадными усилителями.

Аудиоусилители состоят из активных полупроводниковых устройств, таких как биполярные переходные транзисторы (BJT) или полевые транзисторы (FET). Конфигурация аудиоусилителей и подключение транзисторов зависят от таких факторов, как шум, рабочая частота, искажения и требования к усилению.

Когда электрические сигналы от микрофона достигают транзистора, он инициирует движение основных и неосновных носителей заряда. В соответствии с требуемым усилением в схему усилителя включается больше транзисторов, что увеличивает количество каскадов. При движении носителей заряда сигнал достигает последнего каскада многокаскадного усилителя. Сигнал на выходе является копией входного сигнала с усилением.

Аудиоусилители класса D

Аудиоусилители широко используются в звуковых системах, музыкальных инструментах, системах радиовещания, беспроводных передатчиках и системах передачи сигналов на большие расстояния. Существуют различные классификации аудиоусилителей, такие как классы A, B, AB, D. G, DG и H. Наиболее широко используемый класс аудиоусилителей — это усилители класса D.

Усилители класса D отличаются от усилителей классов A, B и AB тем, что они не потребляют большой мощности в выходном каскаде. Некоторые преимущества усилителей класса D включают в себя:

  • Низкая диссипация электроэнергии

  • Меньше на тепло производство

  • Меньше термического управления требуется

  • Меньше пространства платы Потребляется

  • Расширенная батарея

  • Нижняя цена

  • 9007 9007 9007 9007

  • Нижняя цена

  • 9007 9007 9007 9007 9007 9007

  • . усилители, импульсы выходного напряжения переключаются между положительным и отрицательным источниками питания. Эти усилители используют широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) для создания импульсов выходного напряжения, которые приблизительно соответствуют аналоговому входному сигналу. При непереключении транзисторы в выходных каскадах полностью выключены. В этом состоянии эти транзисторы не потребляют ток, что значительно снижает рассеиваемую мощность. Потери мощности уменьшаются, так как транзисторы либо полностью открыты, либо полностью выключены. Транзисторы работают в области переключения, а не в активной области, как в других аудиоусилителях. Уменьшение потерь мощности в усилителях класса D повышает эффективность, обычно около 90%.

    Решение для усиления аудиосигналов в портативных аудиоустройствах заключается в использовании усилителей класса D. Эти усилители доступны по цене, очень надежны и демонстрируют отличные характеристики в автомобильных и домашних аудиоусилителях. Они предлагают низкий уровень поп-шума и шумоподавление с дифференциальными входами.

    Для разработки надежных и эффективных схем аудиоусилителей можно использовать программное обеспечение Cadence для проектирования и анализа печатных плат. Ведущие поставщики электроники полагаются на продукты Cadence для оптимизации потребностей в мощности, пространстве и энергии для широкого спектра рыночных приложений. Если вы хотите узнать больше о наших инновационных решениях, поговорите с нашей командой экспертов или подпишитесь на наш канал YouTube.

    Запрос оценки

    Решения Cadence PCB — это комплексный инструмент для проектирования от начала до конца, позволяющий быстро и эффективно создавать продукты. Cadence позволяет пользователям точно сократить циклы проектирования и передать их в производство с помощью современного отраслевого стандарта IPC-2581.

    Подпишитесь на LinkedIn Посетить сайт Больше контента от Cadence PCB Solutions

    УЧИТЬ БОЛЬШЕ

    Как сделать небольшой усилитель, способный усилить сигнал в 2 раза по входу

    спросил

    Изменено 2 года, 4 месяца назад

    Просмотрено 209 раз

    \$\начало группы\$

    У меня есть небольшое устройство, ожидающее сигнала в диапазоне 8 МГц с размахом 2 В.

    Выход моего генератора сигналов (точнее устройства, выдающего модулированный сигнал) составляет всего 1В от пика к пику.

    Моя идея состоит в том, чтобы построить (очень) простой усилитель для усиления сигнала. Единственное требование к этому усилителю:

    1. маленький, простой и (относительно) малошумящий
    2. неинвертирующий. Неинвертирование очень важно, так как это аналоговый сигнал изображения.

    Насколько я понимаю, мне просто нужен один транзистор, но я не знаю, как его подключить, чтобы он работал как удвоитель амплитуды сигнала или что-то в этом роде. Источник сигнала стабилен, т. е. амплитуда никогда не превышает 1 В, а амплитуда никогда не становится ниже.

    Возможно, было бы лучше использовать схему на операционном усилителе, учитывая, что выходной сигнал не обязательно имеет высокое сопротивление?

    Не знаю, с чего начать, хотя приложение на первый взгляд «довольно простое».

    • операционный усилитель
    • усилитель
    • амплитуда

    \$\конечная группа\$

    6

    \$\начало группы\$

    Изменить: добавлены подходящие операционные усилители для приложения и отредактирована некоторая информация, чтобы она была более точной.

    Для вашего конкретного приложения хорошо подойдет схема операционного усилителя. Я бы порекомендовал поискать на DigiKey.com или у другого поставщика электроники операционный усилитель с большой полосой пропускания, например, 200 МГц или выше, с низким уровнем шума и небольшим корпусом. Например, OPAx354 имеет полосу пропускания 250 МГц, работает от одного источника питания и имеет низкий уровень шума. Другой вариант — ADA489.1, который при усилении +2 может питаться от 5 В и иметь полосу пропускания малого сигнала 120 МГц -3 дБ. Он имеет приятный дизайн приложения в таблице данных. В качестве доп тоже подойдет LT1815.

    Что касается конструкции, вам нужно решить, хотите ли вы работать с одним или двумя источниками питания. Поскольку вам нужен коэффициент усиления 2 и неинвертирующий операционный усилитель, вы будете использовать неинвертирующую конфигурацию операционного усилителя. Чтобы свести к минимуму шум, создаваемый резисторами, не используйте очень большие резисторы, например, в мегомном диапазоне.

    Для неинвертирующего операционного усилителя усиление равно G=R2/R1+1. Чтобы получить коэффициент усиления 2, вы можете выбрать резисторы R1 = R2 = 1 кОм (1%), или 499 Ом (1%), или 604 Ом (1%), но используйте стандартные резисторы с допуском 5% или лучше. Для более высокой точности используйте 1%.

    Ниже показана общая конфигурация неинвертирующего операционного усилителя (шины питания и смещение с одним источником питания не показаны).

    Источник изображения: https://www.electronics-notes.com/articles/analogue_circuits/operational-amplifier-op-amp/non-inverting-amplifier.php

    Чтобы ответить на ваш вопрос в комментарии. Если ваш сигнал остается положительным, вы можете использовать неинвертирующий операционный усилитель с одним источником питания. Примечание: вам нужно будет настроить этот пример дизайна в соответствии с вашими потребностями.

    Источник: https://www.analog.com/en/analog-dialogue/articles/avoiding-op-amp-instability-problems.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *