原创 网上单片机制作“2.4G频率计”方案之我见

2010-11-19 09:21 4491 14 26 分类: 消费电子

在网上看到有朋友发布一个“单片机制作2.4G频率计”的全套方案,这绝对是一个不可思议的结果。我个人认为此方案应该存在一定问题,这里提出自己的一些看法,欢迎大家一起进行讨论。

注:我没有下载资料看实现的方法,下面内容都是我自己的假设,如果不对请看过资料的朋友指正。

显然不管是什么单片机,都是无法直接测试到2.4G这么高的频率的,如果是直接对信号进行检测,需要达到4.8G的采样率,目前还没有这么快的单片机。那有没有变通的方法呢,我想可行的方法是对原始信号分频,这样理论上讲是可以支持到这么高频率的信号的。

注:2.4G=2 400 000 000,不是2.4*1024*1024

如果我们能将信号进行分频,比如256分频,理论得到的分频后信号为9.375M,这个频率的信号用单片机还是有机会测量到周期的。

注意前面我一再强调的是理论,也就是说这种想法是基于数字电子技术理论,忽略电路的响应速度做出的。实际中并不能这么考虑,常用的74系列的芯片,最大速度是在10ns的样子,超过这个速度就无法响应。实际电路会有分布电容的存在,决定信号的传输会因为电容充放电产生延时,这样电路无法实时响应到特别高的频率。2.4G信号的周期为0.417ns,远小于10ns,可以这么说,一个2.4G的信号,直接接到单片机或者74系列芯片上,硬件根本来不及响应。我举个例子大家就能理解,现在电脑CPU和内存之间的信号速度达到100M以后就很难再往上提高,就是同样的原因,CPU与内存芯片之间的信号传递已经到了极限,所以再往上提高会很难。

传统单片机属于低频电子领域,对于低频领域的一些电子技术理论,是不能直接用到高频领域的。最基本一点,对于低频信号,我们可以认为在整个电路中所有信号是一样的,延时可以忽略不计,但高频信号则不一样。就拿2.4G的正弦波来说,波长是0.125米,也就是12.5厘米,在板上的导线和器件之间就不能忽略延时的存在,假如导线刚好长12.5厘米,在同一时刻导线上是一个完整的正弦波,不同位置的电压并不相同,而低频信号我们是认为同一时刻所有位置的电压相同(实际情况有所不同,导体中电的传播速度要小于30万公里/秒)。

所以我认为该方案的原创者只是从理论上找出了一个可以测量到2.4G信号频率的方法,但实际上行不通,我想他也没有拿一个2.4G得信号进行验证,只是自己从算法上做出了最高性能预估,但没想到自己的理论依据在预估的最高频率下已经不成立,从而得出错误的结论。

当然,对于2.4G这样的高频信号并不是不能进行测量,只是处理的方法和电路不是我们所想的那么简单,普通单片机的处理方法是无法实现,需要特殊的器件和电路来支持。

这是我的一点看法,不一定正确,毕竟我对高频电路理论也不了解,欢迎各位朋友进行讨论。

文章评论12条评论)

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用户1393988 2012-10-31 15:20

看你了你这文章感觉好笑,第一,你没仔细去看文章内容,第二,你没去实验,它是不是真的可以达到2.4G的测试频率.单片机在这里起的主要作用是什么,以及它的原理都没搞清就在这里胡说.工作到100M-120M的74系列计数器分频器型号很多,一块MB506集成块可以实现64/128/256分频,它完全能工作到2.4G,那么,MB506输出会是多少?再通过一二块分频器后,单片机实际工作的频率已经很低了.在这里,单片机不单要完成计数,它还有其它作用,可以说,很多功能都可由单片机来完成.

用户1602177 2011-4-12 11:38

总是能保持专业的敏感度,向戴老师学习~~

用户1603595 2011-4-11 19:02

同意,最近在学射频频电路,老师提到过

用户1186017 2010-12-8 09:17

单片机只是用来驱动、显示和控制而已,与速度何干? 高速频率计实现起来轻而易举。 发表此篇文章,你不是来套方案的吧!

daishangju_162733976 2010-11-28 20:10

1259051022489 2010-11-22 18:15 评论: 我也觉得是,要批判别人的设计,首先得看看对方怎么设计的。这是起码的道理。单纯靠低速的单片机实现如此高频的频率测量,当然是不行的,其实无需计算。但是,你难以排除别人用了其它方法。比如频率到电压,或者高频到低频。总之,看看再说不迟。 --------------- “对于2.4G这样的高频信号并不是不能进行测量,只是处理的方法和电路不是我们所想的那么简单,普通单片机的处理方法是无法实现,需要特殊的器件和电路来支持。”

-----我没仔细看人家的设计这一点确实是我的错失,自己也犯了想当然的错误,应向大家表示歉意。我的本意是不要把低频的电子理论知识套用到高频领域,就算有原理图,不同的PCB布线、不同的材质都会出来大相径庭的结果。谢谢指正!

andersonshl1983_718892645 2010-11-24 17:19

哎!世界上就怕那种半桶水啊(动手能力与理论水平都太差)!计算可以采用51核的单片机,采样电路(也可以说是模拟前端),才是关键的部分。再谈一下电脑的CPU与DDR2的速度,也是远远大于100M的(前端总线的CLK),即便现在的嵌入式的ARM芯片,普遍都在100M以上啊!很可笑!!!!

用户1395591 2010-11-22 23:29

没有脑子,瞎评论。2.4G都是有专门的无线芯片的。 可以是无线芯片中含有一个简单的单片机核,跑一点程序。 没有经验不要瞎说,你看看freescale和TI都应该有这种无线芯片中含有单片机核的,

wen715591069_844196294 2010-11-22 20:54

无论如何,还是先看了别人设计再评价为妙。即使你的分析可能是99%正确。

用户1510143 2010-11-22 18:15

我也觉得是,要批判别人的设计,首先得看看对方怎么设计的。这是起码的道理。 单纯靠低速的单片机实现如此高频的频率测量,当然是不行的,其实无需计算。但是,你难以排除别人用了其它方法。比如频率到电压,或者高频到低频。总之,看看再说不迟。

用户1399803 2010-11-22 17:20

大哥你分析得很有道理,只是有点坐井观天了。。。。 这世界上有一样东西叫“超高频分频器”(例如MB506,可网上查找资料),最高输入频率2.4GHz,然后256分频输出。。。。
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