курсач / материалы / расчёт_приёмника_LTE

следует каждый раз проверять выполнение условия (17). Расчёт прекращается в случае, если это условие выполняется при технически реализуемом значении добротности (

преселекторе nк.

Результаты расчетов вместе с полным расчетом для случая n = 3 должны быть сведены в таблицу.

Выбрав значение Qэ прес в соответствии с условием (17), если оно выполняется, можно оценить реальную неравномерность в тракте радиочастоты и убедиться в том, что она не превосходит заданную:

вместо одиночных или связанных контуров фильтров, реализованных на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Основными параметрами, определяющими возможность их применения, являются центральная частота, полоса пропускания и степень подавления зеркального канала, а так же неравномерность АЧХ и ослабление сигнала в полосе пропускания. ПАВ фильтры, выбранные по этим критериям должны обеспечивать требования технического задания на КП. Затухание, вносимое фильтром (или несколькими фильтрами), необходимо учитывать при расчете требуемого усиления радиотракта.

Фильтры на ПАВ с требуемыми показателями можно выбирать из приложения, а также следует обратиться к сайтам производителей компонентов для мобильных систем. При затруднениях в подборе фильтров следует использовать методику расчета фильтра ([2], стр. 475-486) с применением программы MicroCAP.

В заключении сделайте вывод о выбранном способе реализации фильтрующих систем с описанием основных технических показателей фильтров.

2.2.2.2 Фильтрующая система тракта промежуточной частоты

Распределенная фильтрация с применением двухконтурных фильтров.

Селективность по СК обеспечивается, в основном, фильтрами в тракте ПЧ, которые в приёмниках систем радиосвязи и радиодоступа могут быть реализованы либо в виде одного или нескольких двухконтурных полосовых фильтров, либо в виде ФСИ.

Вначале необходимо проверить, реализуется ли требуемая избирательность по СК и неравномерность в полосе пропускания тракта ПЧ n двухконтурными фильтрами.

неравномерности в тракте ПЧ ПЧ = РЧ − прес и разноса частот между соседними каналами fСК . Условие выполнения указанного требования:

11

допустимого значения коэффициента шума, создаваемого антенной, выполняется по формуле:

радиотракта NFр, пересчитанный к входу радиотракта и определяемый его структурой, не должен превышать допустимого значения, т.е. должно выполняться условие

Очевидно, обеспечить низкий реальный коэффициент шума можно лишь при наличии в приёмнике МШУ.

Коэффициент шума всего радиотракта связан с коэффициентами шума отдельных

где NF1, NF2, NF3, … – коэффициенты шума каскадов;

Kф – номинальный коэффициент передачи по мощности антенного фидера. Для

KP1, KP2, KP3, … – номинальные коэффициенты передачи по мощности последовательно включенных каскадов любого назначения (фильтр, усилитель, преобразователь).

Значения коэффициентов передачи по мощности и коэффициентов шума отдельных каскадов можно узнать из технической документации на конкретные ИС, приведенные в приложении к МУ или из интернета. При выборе ИС, включаемых в радиотракт, необходимо учитывать возможность применения их в заданном рабочем диапазоне, указанном в ТЗ, коэффициент усиления (передачи) и шума, центральную

пересчитанного к его входу, выполняется для базовой схемы приемника (рис.18). Основные показатели применяемых каскадов вносятся в таблицу 4 и затем используются при расчете NFр (27).

согласования при значении входного сопротивления RвхЦСП = 50 Ом это позволяет определить требуемую мощность на входе АЦП Рвх ЦСП при U вх ЦСП = 55 мВ

и номинальный коэффициент усиления радиотракта по мощности КР, который должен быть не менее требуемого КТР

Выполнение условий (24) и (28) гарантирует реализацию приемной части трансивера АТ (или БС), обладающей требуемой чувствительностью при заданном значении отношения С/Ш при указанном в ТЗ подавлении побочных каналов прием и преобразования.

Структура преслектора должна обеспечивать SеЗК ≥ SеЗК ТЗ, что реализуется фильтрами, обычно на ПАВ. Их включение вместе с подавлением побочных каналов преобразования также уменьшает уровень полезного сигнала на выходе (вносимые потери, L). При использовании идентичных фильтров результирующее ослабление сигнала суммируется (в дБ). Это же происходит и в тракте ПЧ при использовании фильтров на ПАВ для подавления СК. Их число определяется требованием SеСК ≥ SеСК ТЗ. Каждый из фильтров, идентичных включаемому в нагрузку смесителя (СМ), выполняет функцию нагрузки каскадов УПЧ, которые, обладая невзаимными свойствами, одновременно обеспечивают независимость частотных характеристик усилительных каскадов.

Значение реального коэффициента усиления радиотракта Кр при достижении требуемых значений SеЗК и SеСК обеспечивается синтезом новой структурной схемы, основой которой является базовая структура (рис.18). Это позволяет использовать дополнительные усилители в тракте ПЧ, реализованные как резисторные, что упрощает и удешевляет конструкцию радиотракта. Реальный коэффициент усиления синтезированного радиотракта должен обеспечивать выполнение условия (28) с запасом

1,5…2 раза.

Окончательный вид архитектуры радиотракта должен включать названия выбранных ИС (таблица 4) и их основные параметры. Образец оформления структурной схемы приемного тракта, приведен на рис.25.

15

Результирующий коэффициент усиления по мощности в дБ получают алгебраическим сложением коэффициентов усиления (Кр) и затухания L отдельных компонентов (или как произведение безразмерных величин).

На рис.25 должны быть приведены названия ИС, коэффициент усиления по мощности Кр (ослабление L), центральная частота, коэффициент шума NF. Структура радиотракта может изменяться (количество каскадов, типы ИС) в зависимости от ТЗ.

При выборе ИС необходимо учитывать, что все они должны питаться от общего источника с одинаковой для всех величиной напряжения питания.

3 Разработка структурной схемы радиотракта приёмника стандарта LTE/LTE Advanced с двукратным преобразованием частоты

Расчёт полосы пропускания радиотракта в случае построения приёмника по схеме с двойным преобразованием частоты (рис.26) осуществляется аналогично описанной выше методике.

Рис.26

Следует лишь принять во внимание некоторое увеличение полосы запаса, вызванное наличием двух трактов ПЧ и двух генераторов (гетеродинов):

напряжения, однотипные, их относительные нестабильности можно принять равными. Также ориентировочно можно считать одинаковыми величины относительного

ПЧ. Значение fг1макс рассчитывается по (11), а fг2 = fпр1 + fпр2 .

Выбор промежуточных частот в схеме с двукратным преобразованием частоты осуществляется из условия реализации заданных селективностей по побочным каналам. Первая ПЧ, как правило, выбирается достаточно высокой (сотни МГц) для обеспечения заданной избирательности по зеркальному относительно частоты первого гетеродина каналу. Вторая ПЧ обычно более низкая (десятки МГц), её значение определяется требованиями по подавлению СК, например, fпр1 = 374 МГц , fпр2 = 70 МГц . Также при выборе ПЧ принимается во внимание используемая элементная база.

Выбор типов и расчет параметров селективных цепей проводится в основном по методике, описанной выше. Неравномерность АЧХ всего радиотракта приёмника с двукратным преобразованием частоты в полосе пропускания радиотракта

неравномерности в тракте ПЧ.

Проведите расчет преселектора при выбранных значениях промежуточных частот и убедитесь в возможности применения простых резонансных фильтров (одиночных колебательных контуров) для достижения требуемой SeЗК1.

Назначение фильтра на выходе СМ1 идентично используемому в преселекторе, но его включение обеспечивает подавление зеркального канала по второй промежуточной частоте. Выполните расчет числа и параметров одиночных колебательных контуров, обеспечивающих требуемое значение SeЗК2, равное, указанному в ТЗ и сделайте вывод о возможности их применения.

Селективность по СК всего радиотракта определяется следующим образом:

которые рассчитываются по методике, описанной выше.

Оценку структурной схемы радиотракта по требуемой чувствительности

целесообразно, как и ранее, проводить применительно к конкретному набору микросхем, взятых из приложения или интернета, используя в качестве исходной, приведенную на рис.20.

Для структуры радиотракта (рис.20) выражение для коэффициента шума

(34)

Расчёт реального коэффициента усиления радиотракта и распределение его по трактам высокой и промежуточной частоты также проводится с учётом выбранной элементной базы.

Кроме узлов, содержащихся в приемнике с однократным преобразованием (рис.25), параметры которых уточняются для значений рабочих частот, в радиотракт включаются дополнительные каскады тракта ПЧ2. Их количество и показатели

Конкретный тип ИС, включаемой в радиотракте выбирается, из условий применимости в в интересующем рабочем диапазоне частот, NF, КР из приведенных в приложении, интернете или рассчитывается ([2], стр. 475-486) с применением программы MicroCAP.

18