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[模友众测] 【测评】微波动力5.8G信号放大器测评

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发表于 2018-4-16 19:21:09 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 TwoOne 于 2018-4-16 19:20 编辑

前几天收到了论坛寄过来的这款 微波动力功放,收到产品的我是相当兴奋的,这几天开始对这款功放做一个简单的测评,帮广发坛友试试水,当个开心的小白鼠,以期旁敲侧击地为论坛做做贡献。
从玩飞机开始,脑子里最关心的事情,“这玩意能飞多远呐?”,非它莫属了。我们不断追求距离,不论是遥控还是图传,加大功率,200换600mw;更换天线,棒子换平板……控制距离永远是保证安全的前提之一。今天收到的这两款产品,听上去架势很吓人,想必大家这几天在论坛的豆腐块上也都看到了,微波动力功放,一块2.4G,一块5.8G。上图:

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首先从包装盒来说,这个功放是非常考究的,绝对无山寨小厂的粗俗气息,印刷色彩分明,包装也结实可靠。
接下来开箱!

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可以看到,功放被放置在出模的海绵里,盒中有功放产品本身、电源线一根、说明书。
下面我把说明书的截图放上来:

       5.8G.png

下面来几张特写:

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和BB响、比例尺合照,长x宽x高:54x40x27mm。

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经过称量,重量为50g,和说明书上一致,两块加起来一共100.5g

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从外观上来看,产品没有和用户交互的按键或者别的通讯接口,正面有一工作指示灯,放大器工作时灯亮,也就是说产品上电就工作状态了,没有多余的设置过程。散热风扇和电源输入均为外接插头。信号部分,输入为SMA内孔,输出为SMA内针,这可以适配大部分产品,同时可以看出这部分是手工焊接的,当然高频头大部分都是手工焊接的。散热片和风扇占据了大部分的体积,想必这个东西的发热量是很可观的。

俗话说,知己知彼,才能……,所以我们今天必须把这个产品搞清楚整明白,不拆开看看内部电路和用料,是不能满足我的好奇心的,下面就褪去外皮,查验真身。首先拆掉散热风扇的四个自攻螺丝。这四个螺丝直接攻入散热鳍片,拆装还是很方便的。

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风扇取下,12V 1.26w 建准sunon,这个风扇其实成本蛮高的,风扇好评。

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我测量了一下正面两个接口,风扇的供电和功放的主供电居然是直接相连的,风扇额定的12v,而说明书上功放输入允许12~16v,4s供电的时候风扇可能就危险了,这一点应该过稳压再输入给风扇最好,这算是一个说大也大说小也小的槽点。

然后就能看到散热片是用四个螺丝从背面穿入PCB来固定的,那我们就换个面拆屏蔽罩。

印象中好像功率比较高,100mw以上的无线模块都有屏蔽罩了,屏蔽罩短接到GND,一来是屏蔽外界电磁波对内部电路的干扰,二来是防止内部产生的电磁波向外辐射,提升无线模块的抗干扰效果,第三就是防尘,防触摸,某些大功率的无线设备直接接触可能把人体灼伤,当然我面前的这套产品还不至于有这么大的威力。

用烙铁把四个角上的焊锡融掉,屏蔽罩就剥离下来了,这一步还是很简单的。PCB上面的元件一览无余:

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一些关键的芯片,厂家已经打磨+松香浸润,看不出型号。从做工上来看,不像是手工焊接的产品,焊点都还算饱满结实,不过上面残留有松香,可能是浸润芯片的残余。
这种高频线路的布线我也见过一些,不过因为自己不是学这个的,所以只是略知一二,这种布线应该说是比较常见,也比较合理的,主要体现在元件的布局和走线形状上。比如图中白色元件明显采用了圆弧的走线,避免直角、锐角走线可以减少高频信号的损失。不大清楚这个白色元件到底是什么,给我一种金封管的感觉,估计就是功放的核心了,希望有懂通信的坛友给科普一下。还有滤波电容的选择,右上角明显是稳压芯片,输入输出都有钽电容滤波,另外贴片小电容给的分量还是比较足的,果然高频设备是对工作电路是比较苛刻的。

为了给大家对比一下高频电路的做工,我又特地拆了一个大家可能比较熟悉的模块:NRF24L01,是带PA的版本哈,外部也是有屏蔽罩的,做过萝丽控的就太熟悉了。

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这次这个屏蔽罩就不好取下来了,四边都有作为针脚的部分过孔焊接。取下这东西还把楼主的手划了……抹掉眼泪,上图!
Nrf芯片可见,PA芯片也可见。布线是不是和我说的一样,有一种熟悉的感觉?没错,高频的电路,元件都喜欢走这种直角。所以说这个图传功放设计PCB的技术应该是不错的。

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接下来把背面散热鳍片取下来,卸掉4颗自攻螺丝就拆下来了,背面可以看到没有元件,厂家涂抹了导热硅胶辅助散热,这款产品是把芯片热量传给PCB,再通过背面的散热片和风扇来散热。

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也就是说芯片和散热片并没有直接接触,PCB经过我测量是0.8mm,可以说很薄了,目的也是散热吧,看来厂家对散热是很有信心,功放工作的时候我们可以直接触摸屏蔽罩来了解温度。其实这种奇怪的散热方法我是第一次见,我觉得把风扇装在有芯片的一侧效果肯定会好很多啊,装在背面岂不是有种隔靴搔痒的感觉……好了好了,这些还要上电看温度才知道。
当然还是有一个问题必须要说明,就是整块电路没有设置大的滤波电容。个人认为这样的设置不是很合适,何况背部电路板仍有大面积空余的情况下,理应当设置大水塘滤波。这样的设计在不少高端的图传中都很常见,例如这款“锐鹰创新 导眼 600MW 合金图传”,图来自突突的拆解,可以看见两个大钽电容承担滤波的作用。此处@突突 ,版权所有,嘿嘿~

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我测量了一下PCB的重量,仅为11g,也就是说散热片和风扇占据了将近80%的重量。大功率确实猛啊……

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接下来,激动人心的,测试环节到了。其实这几天一直想出去实战飞行的,但是屋漏偏逢连夜雨,工作日上课,星期五下雨,星期六五到六级阵风,星期天,也就是今天,七级阵风,外面一吹风,杨絮漫天飞舞~~人间仙境……这种环境实在是没有办法实战飞行了,等不了天气,我只能做一个地面拉锯来解解渴,测试的时候我把飞机解锁,电机转起来,模拟出干扰的条件。我准备了两套不同的测试平台
说一下测试平台:450机架,APM飞控等等等,这些都不重要,图传我用了一个标称索尼几百线的摄像头,输出到大家常见的TS832发射,蘑菇天线。这款图传标称600mw,据我所知图传水比较深,具体多大功率看缘分了。按照说明书所给的参数,600mw输入,功放输出能达到可观的5000mw,也就是最大功率5w了。接收部分用的RC832一体屏,棒子天线和三叶草,方便我拿着屏幕到处跑。供电部分,为了保持稳定,我用单独的3S电池给TS832和功放供电,然后把摄像头架起来,给大家能实时看到飞控部分和图传功放部分的状态。具体怎么架起来的,看图吧,哈哈哈,也是没谁了,摄像头又轻又小,就是好使。

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首先上电,做一下温度测试吧。注意大功率无线设备,有天线的上电一定要插天线,不然可能烧掉,你可以想象是一个武林高手,运气做功一套什么都OK,准备一顿干了,然后让你停!憋出内伤了。。。一切就绪,上电。TX指示灯亮,图传也收到了画面,风扇的噪音可以接受。

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大概这个状态烤机五分钟,断电。我的电子温度计莫名遗失,只能用手来肉测了。一摸我很惊喜,温度很低,大概45°左右,本地室温20°所以用手感觉应该是差不多,背部屏蔽罩温度要高于散热片(废话,PCB导热性能肯定差啊),不过这款产品既然这样设计,说明温度不会超过预期的。实际温度也证明了这一点。
然后上电开始拉锯。首先给大家打个预防针。本地的无线电环境非常恶劣。市中心的写字楼和住宅用宽带,运营商收费相差很多倍,所以很多人从住宅架天线,写字楼隔空接收……这导致这边环境很差,图传距离惨不忍睹的。我把飞机放在二楼,隔窗楼下就是运动场,天线对准运动场且保持在视距内。首先不接功放。我走下二楼,1堵墙开始飘,隔墙4堵的时候信号没了。走向运动场,太阳很大但是风更大。。。

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从谷歌上画的距离就是信号丢失的距离,惨不忍睹吧,120m就寿终正寝。。。

回来加上功放,继续回到运动场。跨过四堵墙还是失败了,但是在运动场上,表现优异。
穿过运动场,信号仍有,所以调整天线角度,更往里走,这次的成绩340m:

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太阳实在是太太太大啦,只能隐约看到画面,还是很清晰的。

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可以看出,距离几乎翻了三倍。

第二个测试平台,如图的穿越。带摄像头,图传功率200mw,蘑菇天线,接收用的小飞手一体屏,平板天线。

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还是先不接功放,这次拉锯的时候我哭了,因为我知道之前的那个600mw为什么叫标称了,因为他的成绩还不如小飞手的200mw……但是我也不得不怀疑小飞手的200mw到底有多少水分……成绩是这样的:

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加了功放的数据我记不太清了,反正是在那个路口往里走了一些,大概400m吧。

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因为电磁环境的原因,距离不能作为参考,大家也不用惊叹这边怎么图传这么短。。。大家把提高的倍数作为参考就OK了
这里做一个统计表:

  
平台
  
无功放
加功放
增长百分
450
120.32m
340.34m
183%
穿越机
166.6m
402.97m
142%

这个图能说明一切了。增长百分比不一样肯定和个体差异有关,由于我是一次实验(外面杨絮实在是太多,多待一秒可能楼主的肺就。。。咳咳),多次实验肯定能降低偶然性,不过已经能说明问题了,在电磁环境较好的地区,飞几公里肯定是没问题的。另外,由于功放接在飞机上的发射端,飞机上天之后的阻挡减少了,那么图传的距离肯定会增大。
我在卖家的群里潜水一段时间,据说有模友图传飞了1.6KM。虽然这个和大疆的5KM魔力图传有很大的差距,也能看出来其实增大发射功率这种简单粗暴的方法是不能解决根本的问题的。其实大家可以去看一下大疆悟的拆解,从图传这一个方面来说,大疆采用了国内外不同厂商的很多技术方案,才达到了FCC下WiFi 5KM+的惊人图传效果。所以调制方式才是制胜的关键啊。为什么这么说,增大功率耗电增加,效益上肯定大打折扣。这套图传功放,耗电情况其实也很可观,具体的电流我没有用表测试,但是上电十五分钟左右电池温热,按照说明书所给的功耗,电流应该在2A左右,用BB响测一下电压:掉电是很明显的。

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说明书上标注,输入200mw,也就是3W输出的情况下,3S 2200mah电池工作时间约为30分钟,那么真实上机之后,肯定会考虑用独立的电池为图传功放、图传和云台供电,单次飞行的时间和无人机的续航时间还是吻合的。

写在最后,为这款产品写一个总结吧:做工优良,效果优异,有改进空间。从包装盒就能看出来这款功放和山寨小作坊不是一路货,温度控制、噪音控制都很优秀,拆解后PCB的设计和工作效果确实让我眼前一亮。改进的地方就是可以考虑把散热片直接贴近芯片,减小体积,不至于占用太多机上的宝贵空间;增加大容量滤波电容以增强模块的稳定性。总的来说,值得入手,享受飞行!
当然,在使用这款功放的时候,心里还是难免会考虑大功率无线电对人体和环境的影响。这种产品过FCC应该是不行的(自己的猜测哈,毕竟这个功率太大了,FCC对这个的限制很严格),那么大家在使用这个产品飞行的时候一定要注意不要影响到他人,在不了解其可能存在干扰的情况下,避开机场、基站等通讯场所和设施,同时注意安全,让飞机保持在视距内,不要过度依赖图传,安全是永远的大前提!
评测先到这里,有问题欢迎跟帖问我,希望坛友都能爽飞不炸机!

5.8G2W5-放大器说明书.zip (671.42 KB, 下载次数: 0)
发表于 2018-4-16 19:37:41 | 显示全部楼层 来自安卓客户端来自安卓客户端
这个干扰很大应该
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发表于 2018-4-16 20:01:26 | 显示全部楼层
2.4g那个没测试的内容呢?
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 楼主| 发表于 2018-4-16 20:03:21 | 显示全部楼层
飞来峰 发表于 2018-4-16 20:01
2.4g那个没测试的内容呢?

先把5.8G的发出来,2.4G的我拉了下距离很远,校内搞不了了,准备改天出去远距离拉,所以先把5.8G的发出来,2.4G的后面单独发帖
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发表于 2018-4-16 20:17:50 | 显示全部楼层
两年前就玩过这个功放,耗电很大,3S2200供电只能够用20多分钟,想想都很吓人。
QQ图片20180416201745.jpg
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发表于 2018-4-16 21:19:38 | 显示全部楼层 来自安卓客户端来自安卓客户端
TwoOne 发表于 2018-4-16 20:03
先把5.8G的发出来,2.4G的我拉了下距离很远,校内搞不了了,准备改天出去远距离拉,所以先把5.8G的发出来 ...

有时间可以找我 我们北七家有场地 有空域
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发表于 2018-4-16 21:23:07 | 显示全部楼层
楼主可能不太清楚,pa的封装背面是一整块裸露的金属面,主要热量就是从背面散出来的。然后通过过孔把热量导到pcb背面的散热片上。

厂家硅脂涂的有点少,多涂一点效果会更好。
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发表于 2018-4-16 21:26:27 | 显示全部楼层 来自安卓客户端来自安卓客户端
不错不错
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发表于 2018-4-16 21:34:36 | 显示全部楼层 来自安卓客户端来自安卓客户端
信号放大后,频点会飘移吗
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发表于 2018-4-16 21:38:41 | 显示全部楼层
我的TS832不加功放就能2公里不到极限
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