168- 4 кбодcmpo.vlsu.ru/edu/2013/A1.pdfТаблица 1 – Основные требования, предъявляемые к РПУ Параметр Значение Диапазоны

Проектирование супергетеродинного приемника с двойным преобразованием

частоты

1 Основные требования, предъявляемые к РПУ, представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Основные требования, предъявляемые к РПУ

Параметр Значение

Диапазоны частот 168-170 МГц

Промежуточная частота 455 кГц

Виды модуляции ЧТ(FSK), GMSK

Частота девиации 1 кГц

Скорость цифрового потока 4 кбод

Чувствительность Не более минус 115 дБм

Избирательность по побочным каналам Не менее 50 дБ

1.1 Тракт приема с двойным преобразованием частоты. На рисунке 1 по-

казана классическая архитектура супергетеродинного приемника с двойным

преобразованием частоты.

ФПЧ

2УПЧ2

Гетеро-

дин

См2ФВЧ УВЧ ФПЧ

1

УПЧ1

Гетеро-

дин

См1

Детек-

тор

Рисунок 1 – Архитектура тракта приема с двойным преобразованием

частоты

Полосовой ВЧ фильтр, предшествующий малошумящему усилителю

УВЧ уменьшает внеполосные сигналы, а также уровень помех по зеркальному

каналу совместно с фильтром ФПЧ1. Затем весь спектр преобразуется вниз по

частоте на фиксированную промежуточную частоту с использованием пере-

страиваемого гетеродина. Зеркальный сигнал и другие нежелательные продукты

преобразования уменьшаются далее до приемлемого уровня. Выбор рабочего

канала обычно осуществляется, фильтром ФПЧ2 после окончательного преобра-

зования вниз. Это ослабляет требования к динамическому диапазону следующих

блоков. От правильного выбора значения промежуточных частот зависят полу-

чаемые величины селективности и чувствительности приемника. Второе преоб-

разование вниз по частоте в современных трактах приема обычно происходит в

квадратурных схемах, чтобы облегчить цифровую обработку синфазных и квад-

ратурного сигналов I и Q.

В приемнике с двойным преобразованием частоты существенно снижа-

ются требования к элементам фильтрации. Супергетеродинная архитектура при-

емного тракта считается наиболее надежной, так как в ней высокие значения се-

лективности и чувствительности могут быть достигнуты надлежащим выбором

значений ПЧ и параметров фильтров. Эффекты смещения постоянной состав-

ляющей и утечки не влияют на характеристики приемника из-за использования

нескольких шагов преобразования.

Однако достижение высоких значений параметров и характеристик при-

емника приводит к увеличению стоимости устройства и его размеров. Это про-

исходит за счет применения внешних высокодобротных полосовых фильтров,

необходимых для подавления зеркального канала и выбора рабочего канала. Так

как выбор рабочего канала происходит в первом каскаде ПЧ, перестраиваемый

гетеродин требует качественного выполнения и использования внешнего коле-

бательного контура для достижения хорошей характеристики по шумам. Ука-

занные факторы затрудняют полную интеграцию приемопередатчика в единст-

венной микросхеме.

2 Разработка структурной схемы

Исходя из технического задания, выбран супергетеродинный приемник с

двойным преобразованием частоты. Выбор обусловлен маленьким канальным

разнесением и низким уровнем фазовых шумов.

Достоинства этого типа приемника [5]:

– Постоянство ( ) по диапазону. Благодаря этому все кон-

туры, входящие в состав УПЧ, имеют фиксированную настройку и просты по

конструкции, что позволяет применить в УПЧ большое число каскадов с резо-

нансными контурами. Это облегчает получение большого усиления большой из-

бирательности, и электрические показатели приемника в целом становятся более

постоянными в пределах всего диапазона принимаемых частот.

– Возможность получения промежуточной частоты более низкой, чем

частота принимаемого сигнала. Так как полоса пропускания каждого резонанс-

ного контура пропорциональна его резонансной частоте ( ), то пониже-

ние этой частоты позволяет сузить полосу пропускания приемника, что особенно

важно при приеме весьма высоких частот. Понижение резонансной частоты в

ряде случаев облегчает также возможность получения большого и устойчивого

усиления.

– Возможность осуществления усиления до детектора не только на часто-

те сигнала , но и на существенно отличной от нее частоте . Это обстоятель-

ство облегчает получение весьма большого устойчивого усиления (порядка

1000000 и более), т.к. наиболее опасными являются паразитные связи, охваты-

вающие каскады с примерно одинаковой резонансной частотой.

Таким образом, благодаря особенностям структурной схемы, в суперге-

теродинном приемнике значительно проще, чем в приемнике прямого усиления,

достигаются большое усиление, большая избирательность и постоянство элек-

трических параметров. Структурная схема приведена на рисунке 2.

ФПЧ1

(455 кГц)

ФПЧ2

(455 кГц)

ФПЧ

(45 МГц)См1БВЧ2БВЧ1

Гетеродин

1

Тракт ПЧ1

Гетеродин

2

УНЧСм2

Тракт ПЧ2

Преселектор

Рисунок 2 – Структурная схема приемника

Преселектор или, так называемый, тракт высокой частоты, обеспечивает

предварительное усиление слабых сигналов и избирательность по побочным ка-

налам приема в широком диапазоне частот. Преселектор предназначен для обес-

печения требуемого отношения сигнал-шум или чувствительности. Также за

счет полосовых фильтров обеспечивается избирательность по побочным кана-

лам (зеркальному и прямому). МШУ обеспечивает предварительное усиление

слабого сигнала над уровнем шума.

Тракт первого преобразования частоты (тракт ПЧ1) предназначен для пе-

реноса спектра сигнала на более низкую частоту. Также тракт ПЧ1 обеспечивает

избирательность по второму зеркальному каналу и от части по соседнему кана-

лу.

Тракт второй промежуточной частоты представлен на схеме трактом

ПЧ2. Тракт основной промежуточной частоты обеспечивает избирательность по

соседнему каналу. Также в тракте ПЧ2 происходит усиление сигнала до уровня,

удовлетворяющего нормальную работу детектора или демодулятора.

3 Выбор элементной базы и разработка принципиальной схемы

3.1 Преселектор

Преселектор представляет собой каскад от антенны до первого смесите-

ля. Структурная схема представлена на рисунке 3.

ФПЧ

(169 МГц)

ФПЧ

(169 МГц)БУЧ2БУЧ1

к тракту ПЧ1

БВЧ1 БВЧ2

Рисунок 3 – Структура преселектора

БУЧ1 представляет собой малошумящий усилитель. Вместе с ФПЧ1

данный усилитель образует предусилительный каскад РПУ (БВЧ1). БУЧ2 также

представляет собой МШУ. Вместе с ФПЧ2 данный усилитель образует второй

блок высокой частоты РПУ.

3.1.1 МШУ

В качестве МШУ была выбрана микросхема RF2884 (рисунок 8) фирмы

RFMD [6]. Данная микросхема используется для супергетеродинных приемни-

ков с одним или несколькими трактами ПЧ. В режиме высокого сигнала данный

усилитель обеспечивает усиление до 15 дБ. RF2884 работает в диапазоне частот

от 45 МГц до 2,5 ГГц. Вносимый коэффициент шума не превышает 1,8 дБ. Ос-

новные характеристики микросхемы указаны в таблице 2.

Таблица 2 – Основные характеристики RF2884

Обозначение Характеристика Значение

NF Коэффициент шума, дБ 1,5

ÀG Коэффициент усиления, дБ 16

dBÐ1 Точка компрессии по уровню 1 дБ, дБм -10

3IÐ Точка интермодуляции третьего порядка, дБм +4

Z Сопротивление выходов, Ом 50

3.1.3 ФПЧ (169 МГц)

В качестве полосового фильтра в преселекторе выбран монолитный блок

ТА0437А фирмы Golledge [7]. Центральная частота фильтра равна 169 МГц, ши-

рина полосы пропускания составляет 6 МГц. Вносимое затухание сигнала не

превышает 2,8 дБ. Основные характеристики фильтра представлены в таблице 3.

Таблица 3 – Основные характеристики ТА0437А

Обозначе-

ние

Характеристика Значение

ñF Центральная частота, МГц 169

minIL Вносимые затухания, дБ 2,8

BW Ширина полосы пропусканя, МГц 6

BWpass Неравномерность полосы пропускания, дБ 6

Apass Затухание в полосе заграждения, дБ 42


3.2 Тракт ПЧ1

Тракт первой промежуточной частоты представлен смесителем 1, ФПЧ

(45 МГц), синтезатором частоты и генератором устойчивого напряжения (ГУН).

3.2.1 Смеситель

В качестве смесителя была выбрана микросхема ADL5350 фирмы Analog

Devices (рисунок 4) [8]. Смеситель работает на частотах от 136 MГц до 176 МГц.

Рисунок 4 – Функциональная схема ADL5350

Таблица 4 – Основные характеристики ADL5350




dBÐ1 Точка компрессии по уровню 1 дБ, дБм 19

3IÐ Точка интермодуляции третьего порядка, дБм 25

1Z Сопротивление на входе, Ом 50

2Z Сопротивление на выходе, Ом 50

3Z Сопротивление на входе гетеродина, Ом 50

Аналогами являются микросхемы: AN 1993 фирмы Philips, ADEX-10L

фирмы Mini-Circuits, MC 6333 фирмы Motorola.

3.2.2 Синтезатор частоты

В качестве синтезатора частоты была выбрана микросхема ADF 4351

фирмы Analog Devices (рисунок 5) [9]. Данный синтезатор использует техноло-

гию сигма-дельта модуляции для преобразования частоты. Для реализации ис-

пользуется малая частота девиации (до 100 Гц) и быстрая установка частоты.

Данный синтезатор может использоваться в качестве компенсации частоты

опорного генератора.

В качестве аналога могут быть использована микросхема ADF 4154 фир-

мы Analog Devices.

Рисунок 5 – Функциональная схема ADF 4351

3.2.3 ФПЧ (45 МГц)

В качестве ФПЧ используется фильтр 45R7B1 фирмы Golledge [10]. Цен-

тральная частота фильтра равна 45 МГц. Полоса пропускания составляет 3,75

кГц. Вносимые потери сигнала не превышают 4 дБ. Основные характеристики

фильтра представлены в таблице 5.

Таблица 5 – Основные характеристики 45R7B1


ñF Центральная частота, МГц 45

minIL Вносимые затухания, дБ 4

BW Ширина полосы пропусканя, кГц 7,5

BWpass Неравномерность полосы пропускания, дБ 3,75


Z Сопротивление выходов, Ом/пФ 550/2,5

3.3 Тракт ПЧ2

Тракт второй промежуточной частоты представлен смесителем 2, ФПЧ1

(455 кГц) и ФПЧ2 (455 кГц), усилителем (УНЧ).

3.3.1 Микросхема SA647-3

В качестве тракта ПЧ2 выбрана микросхема SA647-3 фирмы Philips Sem-

iconductors (рисунок 6) [11]. Микросхема включает в себя смеситель, генератор с

буферным выходом, два промежуточных усилителя частоты, быстродействую-

щий логарифмический индикатор уровня сигнала (RSSI), ограничитель напря-

жения. SA647 предназначен для портативной цифровой связи. Данная микро-

схема позволяет подключать полосовые фильтры после промежуточных усили-

телей. Основные характеристики микросхемы представлены в таблице 6.

Рисунок 6 – Функциональная схема SA647-3

Таблица 6 – Основные характеристики SA647-3

Обозначе-

ние

Характеристика Значение

Смеситель



3IÐ Точка интермодуляции третьего порядка, дБм -29,5

1Z Сопротивление на входе, Ом/пФ 670/3,0


Усилитель


1Z Сопротивление на входе, Ом 1500


3.3.2 ФПЧ (455 кГц)

В качестве ФПЧ (455 кГц) выбран монолитный блок CFUKG455KH1X-

R0 фирмы Golledge [12]. Представляет собой кварцевый фильтр с малой полосой

пропускания. Центральная частота фильтра равна 455 кГц. Полоса пропускания

составляет 3 кГц. Вносимые потери сигнала не превышают 7 дБ. Входное и вы-

ходное сопротивление составляет 1,5 кОм. Основные характеристики фильтра

представлены в таблице 7.

Таблица 7 – Основные характеристики CFUKG455KH1X-R0


ñF Центральная частота, кГц 455

minIL Вносимые затухания, дБ 7

BW Ширина полосы пропускания, кГц 3

BWpass Неравномерность полосы пропускания, дБ 2



4 Моделирование основных характеристик РПУ в САПР ADS

4.1 Основные характеристики РПУ

Основными характеристиками радиоприемного устройства являются:

– диапазон рабочих частот;

– чувствительность;

– динамический диапазон;

– избирательность по побочным каналам;

– помехоустойчивость;

– восприимчивость приемника к внешним воздействиям;

– мощность.

4.1.1 Диапазон рабочих частот

Диапазоном рабочих частот называется полоса, в пределах которой мо-

жет перестраиваться приемник. При плавной перестройке диапазон задается

граничными частотами max0min0 ... ff . Относительная ширина диапазона оценивается

коэффициентом перекрытия [13]:

min0

max0

f

fКд .

Для обеспечения большого коэффициента перекрытия при простоте на-

стройки и сохранение качественных показателей приема диапазон разбивают на

поддиапазоны с коэффициентами перекрытия [13]:

min

max

ПД

ПД

f

fКпд .

4.1.2 Чувствительность

Чувствительность приемника характеризует его способность принимать

слабые сигналы.

Количественно чувствительность оценивается двумя способами [14]:

– Минимальной ЭДС модулированного сигнала 0АU в эквиваленте при-

емной антенны или минимальной напряженностью поля 0АE . Такой случай ха-

рактерен для приемников НЧ - ОВЧ, работающих с открытой антенной. 0АE ис-

пользуется для оценки чувствительности при применении магнитных и штыре-

вых антенн;

– Минимальной мощностью сигнала 0АP на входе приемника. Такой слу-

чай характерен преимущественно для приемников УВЧ и СВЧ.

Различают чувствительность: ограниченную усилением, реальную и по-

роговую чувствительность приемника.

Чувствительность, ограниченная усилением, характерна для приемников

со сравнительно малым усилением, принимающих сильные сигналы, т.е. в усло-

виях, когда помехи мало влияют на прием. Она определяется при данной мощ-

ности на выходе приемника.

Реальная чувствительность приемника учитывает влияние его собствен-

ных шумов и определяется минимальным уровнем сигнала на входе при задан-

ных на выходе уровне сигнала и его превышении над шумом.

Пороговая чувствительность определяется при отношении сигнал/шум на

выходе = 1.

4.1.3 Динамический диапазон радиоприемника

Динамическим диапазоном РПУ принято называть отношение (обычно в

децибелах) максимального входного сигнала к минимальному [13]:

min

maxlg20А

А

U

UD .

Уровень максимального сигнала ограничен допустимыми нелинейными

искажениями, возникающими из-за перегрузки в последнем каскаде УПЧ при

сильных сигналах.

Минимальный уровень входного сигнала определяется чувствительно-

стью приемника

0

maxlg20А

А

U

UD .

В современных вещательных приемниках D=40 … 60 дБ (100…1000); для

магистральных D=60…80 дБ (1000…10000).

Чтобы расширить динамический диапазон используют электронные при-

боры с большим линейным участком вольтамперной характеристики и автома-

тическую регулировку усиления. Увеличение чувствительности РПУ также ве-

дет к расширению динамического диапазона.

4.1.4 Избирательность

Избирательностью называют способность радиоприемного устройства

выделять полезный сигнал и ослаблять действие мешающих сигналов (помех) с

помощью различных способов избирательности: частотной, временной, про-

странственной, поляризационной и др [14].

В отличие от чувствительности избирательность (селективность) нельзя

оценить одним числом, т.к. из-за наличия электронных приборов с нелинейными

характеристиками эффекты, вызванные одновременным прохождением сигналов

и помех, могут отличаться от тех, какие имели бы место при раздельном их

приеме. Поэтому для оценки избирательности пользуются различными способа-

ми оценки избирательности. К ним относятся оценка односигнальной избира-

тельности и оценка эффективной (многосигнальной) избирательности.

– Односигнальная избирательность. При простейшем односигнальном

методе оценки селективность описывается частотной характеристикой приемни-

ка при подаче на его вход одного гармонического сигнала малого уровня, не вы-

зывающего нелинейных эффектов. Коэффициент усиления тракта радиочастоты

K зависит от частоты f и при 0ff достигает максимального значения 0K . Ве-

личина K

K0 характеризует ослабление помехи. Зависимость )( f представ-

ляет собой характеристику селективности.

На графике (рисунок 7) по оси абсцисс откладывают частоту f или рас-

стройку 0fff , а по оси ординат в относительных единицах или в де-

цибелах [13]:

K

KдБ

0lg20 .

Рисунок 7 – Характеристика селективности

Избирательность количественно оценивают ослаблением при некото-

рой расстройке 0f в обе стороны относительно 0f .

Для супергетеродинного приемника селективность по зеркальному кана-

лу оценивается ослаблением ЗК при ïðff 2 . Иногда избирательность оцени-

вают степенью близости реальной характеристики )( f к идеальной. Идеальной

с точки зрения селективности является прямоугольная характеристика )( f (ри-

сунок 8), для которой 0дБ в пределах полосы пропускания и дБ за ее

пределами.

Рисунок 8 – Селективность по ЗК

Степень близости реальной характеристики к идеальной характеризуют

коэффициентом прямоугольности характеристики

ПП 7,0 , где 7,0П – полоса

пропускания на уровне 3 дБ ( 7,00

K

K ); П – полоса пропускания на уровне дБ.

– Эффективная (многосигнальная) избирательность учитывает нелиней-

ные эффекты при одновременном действии сигнала и интенсивных помех.

Различают несколько типов многосигнальной селективности; основные

из них двух- и трехсигнальная селективность.

Нелинейные эффекты в усилительных и преобразовательных каскадах,

обусловленные в основном нелинейной вольтамперной характеристикой актив-

ных приборов при больших уровнях сигнала или помех могут вызвать следую-

щие явления.

4.1.5 Помехоустойчивость

Помехоустойчивость - способность приемника обеспечивать прием пе-

реданной или извлеченной информации с заданной достоверностью. Повышение

помехоустойчивости обеспечивается всеми видами избирательности, а также

созданием оптимальных (квазиоптимальных) структур приемников и специаль-

ными мерами борьбы с помехами при обработке принимаемых сигналов.

4.1.6 Восприимчивость приемника к внешним воздействиям

Восприимчивость приемника к внешним воздействиям - его реакция на

помехи, действующие через антенну и другие входы. Внешние помехи могут

изменять условия приема, но не влияют на способность приемника принимать

слабые сигналы в их отсутствие. Восприимчивость характеризуется мощностью,

плотностью потока мощности, напряженностью электрического или магнитного

поля помех. При оценке восприимчивости к помехам, действующим по цепям

питания, управления и коммутации, учитывают напряжение, так и частоту по-

мех.

Элементы приемника могут и сами стать источниками помех. Резисторы

восприимчивы к помехам, вызывающим изменение их сопротивления из-за ВЧ

нагрева и наводящим паразитную ЭДС (особенно пленочные и проволочные ре-

зисторы) одновременно резисторы создают тепловые шумы, которые могут ска-

зываться в малошумящих усилителях. Катушки создают паразитные электро-

магнитные поля и одновременно восприимчивы к помехам. Конденсаторы вос-

приимчивы к радиоактивному, световому, рентгеновскому облучениям, вызы-

вающим ионизацию диэлектрика.

4.1.7 Мощность

Мощность и другие характеристики питания приемника. Если источники

питания имеют ограниченную мощность, то задается максимально допустимая

мощность питания приемника.

4.1.8 Расчет цепи согласования

Для расчета цепи согласования необходимо определить сопротивления

на входе и выходе (рисунок 9) [14].

ЦСZ1 Z2

Рисунок 9 – Расчет цепи согласования

Пусть 1Z и

2Z – активные и 21 ZZ , тогда воспользуемся цепочкой, пред-

ставленной на рисунке 10.

Z1 Z2

L

C

Рисунок 10 – Цепь согласования

Методика определения индуктивности и емкости:

а) Определить n :

2

1

Z

Zn .

б) Определить Q :

)1( nQ .

в) Определим емкостное сопротивление ÑX и индуктивное LX :

Q

ZX Ñ

1 ;

QZX L 2 .

г) Определим значения емкости и индуктивности:

СXС

1;

LX

L .

4.2 Моделирование основных характеристик преселектора

Частота входного сигнала: 169 МГц.

Мощность входного сигнала: -100 дБм.

Частота ЗК: 79 МГц.

Общий вид модели преселектора представлен на рисунке 11.

Все микросхемы преселектора имеют входное и выходное сопротивление

50 Ом, что позволяет не производить расчет цепей согласования.

Ри

сун

ок 1

1 –

Об

щи

й в

ид

мод

ели

прес

елек

тора

4.2.1 Диапазон рабочих частот

Для определения диапазона рабочих частот используется анализ S-

параметров.

Анализ S-параметров - позволяет определить линеаризованные S- и шу-

мовые параметры, передаточные проводимости и импедансы. Кроме того, он

может быть использован и для достижения многих других целей малосигнально-

го частотного анализа [16].

Результаты моделирования представлены на рисунке 12.

m1freq=dB(S(2,1))=40.468

166.0MHz

m2freq=dB(S(2,1))=34.564

169.0MHz

m3freq=dB(S(2,1))=40.427

172.0MHz

155 160 165 170 175 180 185 190 195150 200

-200

-150

-100

-50

0

-250

50

freq, MHz

dB

(S(2

,1))

Readout

m1

Readout

m2

Readout

m3m1freq=dB(S(2,1))=40.468

166.0MHz

m2freq=dB(S(2,1))=34.564

169.0MHz

m3freq=dB(S(2,1))=40.427

172.0MHz

Рисунок 12 – Диапазон рабочих частот

Очевидно, что полоса 168-170 МГц находится в диапазоне рабочих час-

тот преселектора.

На центральной частоте мощность выходного сигнала составляет 34,6 дБ.

На границах частотного диапазона мощность выходного сигнала составляет 40,5

и 40,4 дБ.

4.2.2 Коэффициент шума

Определение коэффициента шума проводится с помощью анализа S-

параметров.


m4freq=nf(2)=4.717

169.0MHz

155 160 165 170 175 180 185 190 195150 200

50

100

150

200

0

250

freq, MHz

nf(

2)

Readout

m4

m4freq=nf(2)=4.717

169.0MHz

Рисунок 13 – Коэффициент шума

Коэффициент шума составляет 4,717 дБ. В основном шум обусловлен по-

терями в фильтре.

4.2.3 Спектр выходного сигнала

Определение спектра выходного сигнала осуществляется с помощью ме-

тода гармонического баланса.

Анализ методом гармонического баланса используется для расчета уста-

новившихся режимов в нелинейных устройствах в частотной области. Этот вид

анализа весьма полезен при проектировании радиочастотных усилителей, смеси-

телей и генераторов. Реализованный в данной системе метод подпространств

Крылова позволяет существенно уменьшить требуемую память ЭВМ и увели-

чить скорость расчета по сравнению со стандартными подходами. Эта операция

полезна при проектировании интегральных ВЧ схем большой размерности, ко-

гда проектируемое устройство включает в себя большое количество активных

приборов и необходимо учесть много гармонических и интермодуляционных

продуктов [16].


m5freq=dBm(out)=-65.436

169.0MHz

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.20.0 1.4

-400

-350

-300

-250

-200

-150

-100

-450

-50

freq, GHz

dB

m(o

ut)

Readout

m5m5freq=dBm(out)=-65.436

169.0MHz

Рисунок 14 – Спектр выходного сигнала

Мощность выходного сигнала составляет -65,436 дБм.

По рисунку видно, что необходимая частота 169 МГц получила усиление

на 26,2 дБ, а остальные спектральные составляющие значительно ослаблены.

4.2.4 Динамический диапазон и точка компрессии

Определение динамического диапазона происходит методом гармониче-

ского баланса при изменении входной мощности. Результаты моделирования

представлены на рисунке 15.

m4pin=dBm(out[::,1])=-10.644

-44.000

-90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10-100 0

-60

-50

-40

-30

-20

-10

-70

0

pin

dB

m(o

ut[:

:,1])

Readout

m4m4pin=dBm(out[::,1])=-10.644

-44.000

Рисунок 15 – Динамический диапазон

Мощность компрессии – верхняя граница динамического диапазона ра-

боты устройства. Определение точки компрессии производится с помощью кон-

троллера Gain Compression [16].

Результаты моделирования приведены в таблице на рисунке 16.

freq

0.0000 Hz169.0 MHz

inpwr

-44.88 dBm-44.88 dBm

Рисунок 16 – Мощность компрессии

Точка компрессии по входу Р1дБвх = -44,88 дБм.

4.2.5 Точка интермодуляции третьего порядка

Моделирование проводилось с применением стандартного двухсигналь-

ного метода, когда на вход приемника подается 2 гармонических сигнала равной

мощности с симметричной расстройкой [16] 5 кГц относительно центральной

частоты 169 МГц.



169.0MHz


169.0MHz

168.986 168.991 168.997 169.002 169.008 169.013168.980 169.019

-400

-300

-200

-100

-500

0

freq, MHz

dB

m(o

ut)

Readout

m1

Readout

m2


169.0MHz


169.0MHz


Для определения точки интермодуляции третьего порядка необходимо

воспользоваться формулой, представленной на рисунке 17.

Eqn TOI=1.5*m1-0.5*m2

freq

<invalid>Hz

TOI

-1.235

Рисунок 17 – Точка интермодуляции по выходу

Таким образом, точка интермодуляции третьего порядка по выходу

преселектора составила -1,235 дБм. Точка интермодуляции по входу равна

разности между точка интермодуляции по выходу и коэффициентом усиления

устройства. Значит, 3IÐ =-1,235-26,155=-27,39 дБм.

4.2.5 Определение односигнальной избирательности

Чтобы оценить избирательность по ЗК, подаем на вход тракта частоту 79

МГц. Результаты моделирования представлены на рисунке 18.


79.00MHz

22.857 45.714 68.571 91.429 114.286 137.1430.000 160.000

-450

-400

-350

-300

-250

-200

-150

-500

-100

freq, MHz

dB

m(o

ut)

Readout

m3 m3freq=dBm(out)=-131.045

79.00MHz


Мощность выходного сигнала составляет -131,045 дБм. Избирательность

по прямому каналу равна -65,436-(-131,045)=65,609 дБ.

4.3 Моделирование основных характеристик тракта ПЧ1


Промежуточная частота: 45 МГц.

Частота гетеродина: 124 МГц.

Частота ПК: 45 МГц.

Частота ЗК: 168,09 МГц.

Частота СК1: 168,99375 МГц.



Выходное сопротивление смесителя равно 50+j0 Ом. Входное сопротив-

ление ФПЧ (45 МГц) равно 550+j0 Ом. Для корректной работы устройства необ-

ходимо выполнить согласование сопротивлений.

1Z = 50 Ом; 2Z = 550 Ом; 6104522 f .

20С пФ; 560L нГн.

Полученная цепь согласования представлена на рисунке 19.

Z1 Z2L=560 нГн

C=20 пФ

Рисунок 19 – Согласование выхода смесителя с ФПЧ

Ри

сун

ок 2

0 –

Об

щи

й в

ид

мод

ели

трак

та П

Ч1

4.3.1 АЧХ

Для определения АЧХ используется анализ методом гармонического ба-

ланса при одновременной перестройке частоты на входе тракта ПЧ1 и частоты

гетеродина. Результаты моделирования с учетом выходного сопротивления кас-

када 550 Ом представлены на рисунке 21.

m4rffreq=dBm(out[::,1],550)=-40.021

1.690E8

1.6

89

63

E8

1.6

89

75

E8

1.6

89

88

E8

1.6

90

00

E8

1.6

90

12

E8

1.6

90

25

E8

1.6

90

38

E8

1.6

89

50

E8

1.6

90

50

E8

-90

-80

-70

-60

-50

-100

-40

rffreq

dB

m(o

ut[::,1

],550)

Readout

m4

m4rffreq=dBm(out[::,1],550)=-40.021

1.690E8

Рисунок 21 – АЧХ

На частоте 169 МГц мощность выходного сигнала составляет -40,021

дБм. Значит, в тракте ПЧ1 происходит ослабление сигнала на 0,021 дБ.


Определение коэффициента шума проводится с помощью метода гармо-

нического баланса. Результаты представлены на рис. 22.

m2noisefreq=NFdsb=7.232rffreq=1.710000E8

45.00MHz

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5-5 6

2

4

6

0

8

noisefreq, GHz

NF

dsb

45000000.0007.232

m2 m2noisefreq=NFdsb=7.232rffreq=1.710000E8

45.00MHz


На центральной частоте 45 МГц коэффициент шума составляет 7,232 дБ.

Основной составляющей шума является коэффициент шума смесителя (NF=6,5

дБ).


Определение динамического диапазона осуществляется методом гармо-

нического баланса при изменении входной мощности. Результаты моделирова-

ния с учетом выходного сопротивления каскада 550 Ом представлены на рисун-

ке 23.



троллера Gain Compression. Результаты моделирования приведены в таблице на

рисунке 24.Точка компрессии по входу Р1дБвх = 15,38 дБм.

m3pin=dBm(out[::,1],550)=-3.035

-3.000

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40-50 50

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

-60

20

pin

dB

m(o

ut[::,1

],550)

20.00029.120

m3

m3pin=dBm(out[::,1],550)=-3.035

-3.000


freq

0.0000 Hz45.00 MHz

inpwr

15.38 dBm15.38 dBm





мощности с симметричной расстройкой 2 кГц относительно центральной часто-

ты 169 МГц.

Результаты моделирования с учетом выходного сопротивления каскада

550 Ом представлены на рисунке 25.




преселектора составила 41,556 дБм. Точка интермодуляции по входу равна


устройства. Значит, 3IÐ =-0,021-41,556=-41,577 дБм.

m4freq=dB(out,550)=-29.300640

45.00200MHz

m5freq=dB(out,550)=-171.013341

45.00600MHz

44.984 44.989 44.993 44.998 45.002 45.007 45.011 45.01644.980 45.020

-500

-400

-300

-200

-100

-600

0

freq, MHz

dB

(out,550)

Readout

m4

Readout

m5

m4freq=dB(out,550)=-29.300640

45.00200MHz

m5freq=dB(out,550)=-171.013341

45.00600MHz


EqnTOI=1.5*m4-0.5*m5

freq

<invalid>Hz

TOI

41.556



Определение осуществляется с помощью метода гармонического балан-

са.



m4freq=dB(out,550)=-29.193

45.00MHz

28.571 57.143 85.714 114.286 142.857 171.4290.000 200.000

-400

-300

-200

-100

-500

0

freq, MHz

dB

(ou

t,5

50

)

Readout

m4m4freq=dB(out,550)=-29.193

45.00MHz


Мощность выходного сигнала составляет -29,193 дБ.


Односигнальная избирательность по соседнему, зеркальному и прямому

каналам определяется на основании использования источника гармонического

сигнала на входе, метода гармонического баланса (HB) и оценки мощности на

выходе тракта ПЧ1.

Чтобы оценить избирательность по прямому каналу, подаем на вход

тракта частоту 45 МГц. Результаты моделирования с учетом выходного сопро-

тивления каскада 550 Ом представлены на рисунке 28.

m6freq=dB(out,550)=-30.332

45.00MHz

28.571 57.143 85.714 114.286 142.857 171.4290.000 200.000

-400

-300

-200

-100

-500

0

freq, MHz

dB

(ou

t,5

50

)

45.00M-39.61

m6m6freq=dB(out,550)=-30.332

45.00MHz


Мощность выходного сигнала составляет -30,332 дБ. Избирательность по

прямому каналу равна -29,193-(-30,332)=1,139 дБ.

Чтобы оценить избирательность по зеркальному каналу, подаем на вход

тракта частоту 168,09 МГц. Результаты моделирования с учетом выходного со-

противления каскада 550 Ом представлены на рисунке 29.

m6freq=dB(out,550)=-79.470

44.09MHz

28.571 57.143 85.714 114.286 142.857 171.4290.000 200.000

-400

-300

-200

-100

-500

0

freq, MHz

dB

(ou

t,5

50

)

45.00M-39.61

m6m6freq=dB(out,550)=-79.470

44.09MHz



зеркальному каналу равна -29,193-(-79,470)= 50,277 дБ.

Чтобы оценить избирательность по соседним каналам, подаем на вход

тракта частоту 168,99375 МГц и 169,00625 МГц. Результаты моделирования с

учетом выходного сопротивления каскада 550 Ом представлены на рис. 30 и 31.

m6freq=dB(out,550)=-41.625382

44.99375MHz

28.571 57.143 85.714 114.286 142.857 171.4290.000 200.000

-400

-300

-200

-100

-500

0

freq, MHz

dB

(out,550)

45.00M-39.61

m6 m6freq=dB(out,550)=-41.625382

44.99375MHz



соседнему каналу равна -29,193-(-41,625)= 12,432 дБ.

m6freq=dB(out,550)=-41.979434

45.00625MHz

28.571 57.143 85.714 114.286 142.857 171.4290.000 200.000

-400

-300

-200

-100

-500

0

freq, MHz

dB

(out,550)

45.00M-39.61

m6 m6freq=dB(out,550)=-41.979434

45.00625MHz



соседнему каналу равна -29,193-(-41,979)= 12,786 дБ.

4.4 Моделирование основных характеристик тракта ПЧ2


Промежуточная частота: 455 кГц.

Частота гетеродина: 44,545 МГц.

Частота ПК: 455 кГц.




Обобщенный вид модели тракта ПЧ2 представлен на рисунке 32.

Входное сопротивление смесителя равно 670 Ом. Выходное сопротивле-

ние ФПЧ(45 МГц) тракта ПЧ1 равно 550 Ом. Для корректной работы устройства

необходимо выполнить согласование сопротивлений.

1Z = 550 Ом;

2Z = 670 Ом; 6104522 f .

5.2С пФ; 908L нГн.

Полученная цепь согласования представлена на рисунке 33.

Z1 Z2

L=908 нГн

C=2,5 пФ

Рисунок 33 – Согласование ФПЧ(45 МГц) со входом смесителя

Ри

сун

ок 3

2 -

Об

щи

й в

ид

мо

дел

и т

рак

та П

Ч2

4.4.1 АЧХ

Для определения АЧХ используется анализ методом гармонического ба-

ланса при перестройке частоты на входе тракта ПЧ2.


1,5 кОм представлены на рисунке 34.

На частоте 45 МГц мощность выходного сигнала составляет 29 дБм. Зна-

чит, в тракте ПЧ2 происходит усиление сигнала на 69 дБ.

m1rf1freq=dBm(out[::,1],1500)=29.000

4.500E7

4.4

96E

7

4.4

97E

7

4.4

98E

7

4.4

99E

7

4.5

00E

7

4.5

01E

7

4.5

02E

7

4.5

03E

7

4.5

04E

7

4.4

95E

7

4.5

05E

7

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

-120

40

rf1freq

dB

m(o

ut[::,1

],1500)

Readout

m1m1rf1freq=dBm(out[::,1],1500)=29.000

4.500E7

Рисунок 34 – АЧХ



нического баланса.


m2noisefreq=NFdsb=4.687rf1freq=4.505000E7

455.0kHz

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5-5 6

10

20

30

40

50

60

0

70

noisefreq, GHz

NF

dsb

Readout

m2

m2noisefreq=NFdsb=4.687rf1freq=4.505000E7

455.0kHz


На центральной частоте 455 кГц коэффициент шума составляет 4,687 дБ.

Основной составляющей шума является коэффициент шума смесителя (NF=4,5

дБ).



нического баланса при изменении входной мощности.





троллера Gain Compression.


Точка компрессии по входу Р1дБвх = 19,87 дБм.

m1pin=dBm(out[::,1],1500)=87.189

19.000

-20 -10 0 10 20 30 40 50 60-30 70

40

50

60

70

80

90

30

100

pin

dB

m(o

ut[::,1

],1500)

21.00088.677

m1m1pin=dBm(out[::,1],1500)=87.189

19.000


freq

0.0000 Hz455.0 kHz

inpwr

19.87 dBm19.87 dBm





мощности с симметричной расстройкой 100 Гц относительно центральной час-

тоты 45 МГц.





m3freq=dBm(out,1500)=28.999

455.1kHz

m4freq=dBm(out,1500)=-110.006

455.3kHz

454.6 454.7 454.8 454.9 455.0 455.1 455.2 455.3 455.4454.5 455.5

-300

-200

-100

0

-400

100

freq, KHz

dB

m(o

ut,1500)

455.1k29.00

m3

Readout

m4


455.1kHz

m4freq=dBm(out,1500)=-110.006

455.3kHz


EqnTOI=1.5*m3-0.5*m4

freq

<invalid>Hz

TOI

98.502



тракта ПЧ2 составила 98,502 дБм. Точка интермодуляции по входу равна


устройства. Значит, 3IÐ =69-98,502=-29,502 дБм.






Мощность выходного сигнала составляет 48,542 дБ.

451

.667

453

.333

455

.000

456

.667

458

.333

460

.000

461

.667

463

.333

450

.000

465

.000

-300

-250

-200

-150

-100

-50

0

-350

50

freq, KHz

dB

(ou

t,1

50

0)

Readout

m1

m1freq=dB(out,1500)=48.542

455.0kHz






выходе тракта ПЧ2.

Чтобы оценить избирательность по прямому каналу, подаем на вход

тракта частоту 455 кГц. Результаты моделирования с учетом выходного сопро-

тивления каскада 1,5 кОм представлены на рисунке 41.

m1freq=dB(out,1500)=6.500

455.0kHz

451

.667

453

.333

455

.000

456

.667

458

.333

460

.000

461

.667

463

.333

450

.000

465

.000

-300

-250

-200

-150

-100

-50

0

-350

50

freq, KHz

dB

(ou

t,1

50

0)

Readout

m1 m1freq=dB(out,1500)=6.500

455.0kHz



прямому каналу равна 48,542-6,5=42,042 дБ.


тракта частоту 44,99375 МГц и 45,00625 МГц. Результаты моделирования с уче-

том выходного сопротивления каскада 1,5 кОм представлены на рисунках 42, 43.

m2freq=dB(out,1500)=-43.493053

448.7500kHz

448.5

36

448.5

94

448.6

52

448.7

10

448.7

68

448.8

26

448.8

84

448.9

42

448.4

78

449.0

00

-300

-200

-100

0

-400

100

freq, KHz

dB

(out,1500)

448.8k-43.49

m2

m2freq=dB(out,1500)=-43.493053

448.7500kHz



соседнему каналу равна 48,542 -(-43,493)=92,035 дБ.

m1freq=dB(out,1500)=-41.973010

461.2500kHz

451

.667

453

.333

455

.000

456

.667

458

.333

460

.000

461

.667

463

.333

450

.000

465

.000

-300

-200

-100

0

-400

100

freq, KHz

dB

(out,1500)

Readout

m1

m1freq=dB(out,1500)=-41.973010

461.2500kHz



соседнему каналу равна 48,542-(-41,973)=90,515 дБ.

4.5 Моделирование основных характеристик РПУ


Промежуточная частота RF1: 45 МГц.

Промежуточная частота RF2: 455 кГц.

Частота гетеродина LOF1: 124 МГц.

Частота гетеродина LOF2: 44,545 МГц.

Частота ПК1: 45 МГц.

Частота ПК2: 455 кГц.

Частота ЗК1: 79 МГц.

Частота ЗК2: 168,09 МГц.




Частота девиации: 1 кГц.

Общий вид модели РПУ представлен на рисунке 44.



нического баланса.

– Коэффициент шума на выходе преселектора:

На центральной частоте 169 МГц КШ составляет 4,717 дБ.

– Коэффициент шума на выходе тракта ПЧ1:

На центральной частоте 45 МГц КШ составляет 7,232 дБ.

– Коэффициент шума на выходе РПУ:

На центральной частоте 455 кГц коэффициент шума составляет 4,687 дБ.

Основной составляющей является шум преселектора (NF=4,717 дБ).

Ри

сун

ок 4

4 –

Об

щи

й в

ид

мод

ели

РП

У

Определение коэффициента шума на каждой ступени РПУ доказывает

тот факт, что самое большое влияние на коэффициент шума устройства имеет

коэффициент шума входного каскада.



нического баланса при изменении входной мощности.



m2pin=dBm(out[::,1],1500)=58.318

-44.000

-90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10-100 0

10

20

30

40

50

60

0

70

pin

dB

m(o

ut[::,1

],1500)

Readout

m2m2pin=dBm(out[::,1],1500)=58.318

-44.000




троллера Gain Compression.


freq

0.0000 Hz455.0 kHz

inpwr

-44.89 dBm-44.89 dBm


Точка компрессии по входу Р1дБвх = -44,89 дБм.




мощности с симметричной расстройкой 100 Гц относительно центральной час-

тоты 169 МГц.




455.1kHz

m4freq=dBm(out,1500)=-124.839

455.3kHz

454.563 454.725 454.887 455.050 455.213 455.375 455.538454.400 455.700

-300

-200

-100

0

-400

100

freq, KHz

dB

m(o

ut,1

50

0)

Readout

m3

Readout

m4


455.1kHz

m4freq=dBm(out,1500)=-124.839

455.3kHz




Eqn TOI=1.5*m3-0.5*m4

freq

<invalid>Hz

TOI

67.710

Рисунок 48 – Точка интермодуляции преселектора

Таким образом, точка интермодуляции третьего порядка по выходу РПУ

составила 67,710 дБм. Точка интермодуляции по входу равна разности между

точка интермодуляции по выходу и коэффициентом усиления устройства.

Значит, 3IÐ =67,710-96,473=-28,763 дБм.




Результаты на выходе преселектора показаны на рисунке 49.

m5freq=dBm(out3)=-65.396

169.0MHz

16

7.3

64

16

7.7

27

16

8.0

91

16

8.4

55

16

8.8

18

16

9.1

82

16

9.5

45

16

9.9

09

17

0.2

73

17

0.6

36

16

7.0

00

17

1.0

00

-400

-300

-200

-100

-500

0

freq, MHz

dB

m(o

ut3

)

Readout

m5 m5freq=dBm(out3)=-65.396

169.0MHz

Рисунок 49 – Спектр выходного сигнала на выходе преселектора

Мощность выходного сигнала составляет -65,396 дБм. Сигнал усиливает-

ся на 34,604 дБ.

Результаты моделирования на выходе тракта ПЧ1 с учетом выходного

сопротивления 550 Ом представлены на рисунке 50.

Мощность выходного сигнала составляет -65,493 дБм. Сигнал ослабился

на 0,097 дБ.

Результаты моделирования на выходе РПУ с учетом выходного сопро-

тивления 1,5 кОм представлены на рисунке 51.

m6freq=dBm(HB.out2,550)=-65.493

45.00MHz

44.9

18

44.9

36

44.9

55

44.9

73

44.9

91

45.0

09

45.0

27

45.0

45

45.0

64

45.0

82

44.9

00

45.1

00

-800

-600

-400

-200

-1000

0

freq, MHz

dB

m(H

B.o

ut2

,550)

Readout

m6m6freq=dBm(HB.out2,550)=-65.493

45.00MHz

Рисунок 50 – Спектр выходного сигнала на выходе тракта ПЧ1


455.0kHz

36

9.8

35

38

8.8

51

40

7.8

68

42

6.8

84

44

5.9

01

46

4.9

17

48

3.9

34

50

2.9

50

52

1.9

67

54

0.9

83

35

0.8

18

56

0.0

00

-300

-200

-100

0

-400

100

freq, KHz

dB

m(o

ut,1

50

0)

Readout

m7


455.0kHz

Рисунок 51 – Спектр выходного сигнала на выходе РПУ

Мощность выходного сигнала составляет 3,528 дБм. В тракте ПЧ2 сигнал

усилился на 69,021 дБ.

Усиление сигнала в РПУ составляет 103,528 дБ.





выходе РПУ.

Чтобы оценить избирательность по ПК1, подаем на вход тракта частоту

45 МГц. Результаты моделирования с учетом выходного сопротивления каскада


Мощность выходного сигнала составляет -65,493 дБм. Сигнал ослабился

на 0,097 дБ.

Результаты моделирования на выходе РПУ с учетом выходного сопро-

тивления 1,5 кОм представлены на рисунке 52.

m8freq=dBm(out,1500)=-293.261

455.0kHz

449.714 451.929 454.143 456.357 458.571 460.786447.500 463.000

-320

-240

-160

-80

-400

0

freq, KHz

dB

m(o

ut,1500)

455.0k-293.3

m8

m8freq=dBm(out,1500)=-293.261

455.0kHz



по прямому каналу равна 3,528-(-293,261)=296,789 дБ.

Чтобы оценить избирательность по ПК2, подаем на вход тракта частоту

455 кГц. Результаты моделирования с учетом выходного сопротивления каскада


m8freq=dBm(out,1500)=-304.311

455.0kHz

449.714 451.929 454.143 456.357 458.571 460.786447.500 463.000

-320

-240

-160

-80

-400

0

freq, KHz

dB

m(o

ut,1500)

455.0k-293.3

m8

m8freq=dBm(out,1500)=-304.311

455.0kHz



по прямому каналу равна 3,528-(-304,311)= 307,839 дБ.

Чтобы оценить избирательность по ЗК1, подаем на вход тракта частоту

79 МГц. Результаты моделирования с учетом выходного сопротивления каскада


m8freq=dBm(out,1500)=-63.149

455.0kHz

449.714 451.929 454.143 456.357 458.571 460.786447.500 463.000

-320

-240

-160

-80

-400

0

freq, KHz

dB

m(o

ut,1500)

455.0k-293.3

m8m8freq=dBm(out,1500)=-63.149

455.0kHz



по зеркальному каналу равна 3,528-(-63,149)= 66,677 дБ.

Чтобы оценить избирательность по ЗК2, подаем на вход тракта частоту

169,09 МГц. Результаты моделирования с учетом выходного сопротивления кас-

када 1,5 кОм представлены на рисунке 55.

m8freq=dBm(out,1500)=-46.955

455.0kHz

449.714 451.929 454.143 456.357 458.571 460.786447.500 463.000

-320

-240

-160

-80

-400

0

freq, KHz

dB

m(o

ut,1500)

455.0k-293.3

m8 m8freq=dBm(out,1500)=-46.955

455.0kHz



по зеркальному каналу равна 3,528-(-46,955)= 50,483 дБ.


тракта частоту 168,99375 МГц и 169,00625 МГц. Результаты моделирования с

учетом выходного сопротивления каскада 1,5 кОм представлены на рисунках 56

и 57.

m8freq=dBm(out,1500)=-100.965

448.8kHz

449.714 451.929 454.143 456.357 458.571 460.786447.500 463.000

-320

-240

-160

-80

-400

0

freq, KHz

dB

m(o

ut,1500)

448.75k-105.77

m8

m8freq=dBm(out,1500)=-100.965

448.8kHz



по соседнему каналу равна 3,528-(-100,965)= 104,493 дБ.

m8freq=dBm(out,1500)=-99.769

461.2kHz

449.714 451.929 454.143 456.357 458.571 460.786447.500 463.000

-320

-240

-160

-80

-400

0

freq, KHz

dB

m(o

ut,1500)

448.75k-105.77

m8

m8freq=dBm(out,1500)=-99.769

461.2kHz



соседнему каналу равна 3,528-(-99,769)= 103,297 дБ.

4.5.5 Определение чувствительности

Для определения чувствительности устройства используется метод ана-

лиза Circuit Envelop. При этом одновременно используются подсистемы цифро-

вого и аналогового моделирования. В аналоговом тракте происходит частотная

модуляция битовой последовательности. На основе анализа битовой ошибки

можно вычислить чувствительность приемника [16]. Схема моделирования при-

ведена на рисунке 58. Схема аналогового тракта приведена на рисунке 59.

При моделировании с учетом шумов и мощности входного сигнала -116

дБм BER равен нулю (рисунок 60), при уменьшении мощности до -117 дБм BER

сильно увеличивается (рисунок 61). Таким образом, приближенное значение

чувствительности РПУ равно минус 116 дБм.

0.02 0.04 0.06 0.080.00 0.10

-5.0E-301

0.0

5.0E-301

-1.0E-300

1.0E-300

currentTime

BE

R

Рисунок 60 – Коэффициент BER при мощности сигнала на входе -116 дБм

m1currentTime=BER=0.023

1.000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.90.0 1.0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.00

0.05

currentTimeB

ER

1.0000.023

m1

m1currentTime=BER=0.023

1.000

Рисунок 61 – Коэффициент BER при мощности сигнала на входе -117 дБм

Ри

сун

ок 5

8 –

Сх

ема

мо

дел

ир

ован

ия

Ри

сун

ок 5

9 –

Сх

ема

мо

дел

ир

ован

ия а

нал

ого

во

го т

рак

та

4.6 Результаты моделирования

Результаты моделирования отдельных трактов и всей аналоговой части

приведены в таблице 8.

Таблица 8 – Результаты моделирования

Характеристика Преселектор Тракт ПЧ1 Тракт ПЧ2 РПУ

Коэффициент усиления, дБ 26,2 0,021 69 103,528

Коэффициент шума, дБ 4,717 7,232 4,687 4,687

Точка компрессии, дБм -44,88 15,38 19,87 -44,89

Точка интермодуляции, дБм -27,39 -41,577 -29,502 -28,763

Избирательность по ПК1, дБ - 1,139 - 296,789

Избирательность по ПК2, дБ - - 42,042 307,839

Избирательность по ЗК1, дБ 65,609 - - 66,677

Избирательность по ЗК2, дБ - 50,277 - 50,483

Избирательность по СК1, дБ - 12,432 92,035 104,493

Избирательность по СК2, дБ - 12,786 90,515 103,297

Чувствительность, дБм - - - -116

Сигнал на выходе устройства усиливается на 103,528 дБ. Такое усиление

сигнала соответствует выходному напряжению 300-400 мВ, которое требуется

на входе демодулятора. Коэффициент шума составляет 4,69 дБ, основное влия-

ние имеет шум преселектора, что подтверждает теоретические данные. Точка

компрессии составляет минус 44,89 дБм. Точка интермодуляции третьего поряд-

ка составляет минус 28,763 дБм. Избирательность по прямым и побочным кана-

лам завышена, нежели в техническом задании. Это объясняется тем, что сигнал

проходит несколько фильтров, в которых резко понижается мощность частот, не

попадающих в полосу пропускания. Чувствительность устройства составляет

минус 116 дБм, что соответствует техническому заданию.

Список использованных источников

1. Сердюков П.Н., Бельчиков А.В., Дронов А.Е., Григорьев А.С., Волков С.С.

Защищенные радиосистемы передачи цифровой информации. – М.: ООО «Изда-

тельство АС – Москва», 2005. – 525с.

2. Современные радиомодемы передачи данных. Краткий обзор/ Сердюков

П.Н., Зорин В.И., Бельчиков А.В., Лаврентьев А.И.// «Специальная техника». –

2007. – №5. – с.40-48.

3. Справочник по радиоэлектронике //dic.academic.ru:: Персональный сайт. –

Дата обновления: 27.01.2010. URL: http://dic.academic.ru/ (Дата обращения:

17.04.2010)

4. Kenington, Peter B. RF and Baseband Techniques for Software Defined Radio.

Artech House Inc. – 2005.

5. Немировский А.С., Данилович О.С. и др. Радиорелейные и спутниковые сис-

темы передачи. – М.: Радио и связь, 1986. – 390 с.

6. Data sheet, RF Micro Devices, RF2884: Broadband low noise amplifier, NC

27409-9421, 2006.

7. Data sheet, Golledge Electronics Ltd, TA0437: SAW Filter 169.0MHz, 2010.

8. Data sheet, Analog Devices, ADL5350: High linearity Y-mixer, MA 02062-9106,

2008.

9. Data sheet, Analog Devices, ADF4351: Wideband synthesizer with integrated

VCO, MA 02062-9106, 2012.

10. Data sheet, Golledge Electronics Ltd, 45R7B1: SM Monolithic Filter, September

07, 2010.

11. Data sheet, Philips Semiconductors, SA647: Low-voltage digital IF receiver, 1998.

12. Data sheet, Golledge Electronics Ltd, CFUKG455KH1X-R0: Ceramic Filter, Oc-

tober 12, 2005.

13. Головин О.В. Радиоприемные устройства – М.: Высшая школа, 1987. – 440 с.

14. Колосовский Е. А. Устройства приема и обработки сигналов – М.: Горячая

линия – Телеком, 2007. – 456 с.

15. Меркутов А.С. Методология автоматизированного проектирования радио-

приемных устройств систем цифровой связи – Вл.: ВлГУ, 2002. – 33 с.

16. Меркутов А.С. Программа и методика испытаний макета блока радиочасто-

ты с использованием технологической платы управления – Вл.: ВлГУ, 2006. –

13 с.

Documents

168- 4 кбодcmpo.vlsu.ru/edu/2013/A1.pdfТаблица 1 – Основные требования, предъявляемые к РПУ Параметр Значение Диапазоны