Радио дизайн и технологии. RF Design

Радио дизайн и технологии. РЧ оборудование, его разработка, тестирование. схемотехника. RF Design

Структуры РЧ блоков

now browsing by category

=

 

Структура РЧ блока TDD с общим смесителем

 

Структура РЧ блока TDD с общим смесителем


Примером оригинальной структуры РЧ TDD блока и разработки РЧ блока в целом может служить архитектура с общим смесителем (single-mixer transceiver architecture), показанная на рисунке ниже. РЧ блок содержит совмещенные тракты приема и передачи, в которых используется общий реверсивный (двунаправленный) смеситель и общие фильтры РЧ и ПЧ. Это позволяет уменьшить аппаратурные затраты, улучшить массо-габаритные показатели устройства. Для коммутации этих общих узлов, поочередно применяемых для приема и передачи, используются переключатели прием-передача (T/R). Использование в РЧ блоке общих узлов позволяет резко снизить аппаратные затраты на реализацию РЧ блока, уменьшить его стоимость и массогабаритные показатели.



Структура приемопередатчика с общим смесителем




Функционирование приемопередатчика с общим смесителем

Структура РЧ блока TDD с дуплексированием по времени


Частоты приема и передачи РЧ устройств использующих дуплексирование по времени TDD равны, поэтому структуры трактов приема и передачи могут быть «зеркальными». Каноническая структура РЧ блока, предназначенного для работы в устройствах связи таких систем, приведена на рисунке ниже.

 

 

Каноническая структура РЧ блока TDD

 

В тракте приема очень распространенной структуры РЧ блока, предназначенного для работы в устройствах связи систем с GMSK модуляцией, используется архитектура с одним преобразованием сигнала, в тракте передачи – прямое преобразование частоты.




Обобщенная структура РЧ блока приемопередатчика с использованием прямой модуляции на РЧ и дуплексированием по времени


Для уменьшения в тракте передачи паразитных явлений, присущих архитектуре с прямой модуляцией на РЧ, в частности затягивания (Pulling) и смещения (Pushing) частот гетеродинов, используемый в блоке ГУН работает в такой структуре на частоте вдвое меньшей канальной. При этом после ГУН необходимо использование умножителя частоты на два. Однако, недостатком такой архитектуры является необходимость перестройки ГУН на (fпч Rx)/2 при переходе с приема на передачу. Такая структура широко используется в РЧ блоках стандарта DECT и Bluetooth.

Структура РЧ блоков FDD с использованием прямого преобразования

Структура РЧ блоков FDD с использованием прямого преобразования


На рисунке ниже показана одна из возможных структур РЧ блока, в тракте передачи которого используется значение промежуточной частоты, равное дуплексному сдвигу по частоте FDD. При этом в тракте приема используется архитектура прямого преобразования, а в тракте передачи — петля трансляции.



Использование архитектуры прямого преобразования в тракте приема


Еще один возможный вариант структуры РЧ блока при использовании значения промежуточной частоты в тракте передачи, равной дуплексному сдвигу по частоте FDD приведен на рисунке… При этом в тракте передачи используется архитектура прямого преобразования, а в тракте приема — архитектура с одним преобразованием сигнала.




Использование архитектуры прямого преобразования в тракте передачи


Эти структуры имеют наименьшие аппаратные затраты, но при проектировании необходимо производить проверку частотных планов используемых смесителей на наличие на их выходе комбинационных продуктов низкого порядка с опасными уровнями.


 

Обобщенная структура РЧ блоков систем с частотным дуплексированием FDD

Обобщенная структура РЧ блоков систем с частотным дуплексированием FDD


На рисунке ниже приведена обобщенная (каноническая) структура однодиапазонного РЧ блока приемопередатчика, предназначенного для работы в системе связи, использующей дуплексирование по частоте с разносом f = FDD. Перестройка по частоте трактов приема и передачи производится с помощью одного общего генератора РЧ ГУН.




Структура однодиапазонного РЧ блока с использованием разности промежуточных частот трактов приема и передачи, равной дуплексному сдвигу FDD.


Для получения необходимого дуплексного сдвига могут быть использованы два генератора: ПЧ ГУН Rx и ПЧ ГУН Тх, как это показано на рисунке. Стабилизация частот генераторов производится с помощью двух петель ФАПЧ, которые могут входить в состав специализированных синтезаторов ПЧ.




Тракт синтеза опорных сигналов ПЧ с использованием двух генераторов


Необходимые опорные частоты могут быть получены и от одного общего ПЧ генератора, выходная частота которого определяется соотношением:

f (ПЧ ГУН) = К1 × f(пч Rx) = К2 × f(пч Tx).

При этом необходимые опорные сигналы получают путем деления частоты выходного сигнала общего ПЧ ГУН на коэффициенты К1 и К2.




Схема тракта получения квадратурных опорных сигналов ПЧ с использованием одного ПЧ ГУН


Такой вариант реализации тракта формирования опорных частот проще, надежней, дешевле, чем ранее рассмотренный. Необходимый фазовый сдвиг для получения ортогональных опорных сигналов может быть сформирован с помощью делителей частоты на два,  как это показано на рисунке.