2.6. Выбор модулятора.

В работе используется тип модуляции OFDM (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов). Принцип заключается в том, что последовательность делится на параллельные потоки, и на выходе каждого потока происходит QAM-модуляция. Далле происходит сложение этих потоков.

На рисунке 9 представлена структурная схема для OFDM-модуляции.

Рисунок 9 – структурная схема OFDM-модуляции

В качестве модулятора был выбран AD8340, который представлен далее на рисунке 10:

Рисунок 10 – модулятор AD8340

Модулятор AD8340 имеет следующие параметры:

Выходные частоты: 700 МГц – 1.0 ГГц

Выходная мощность, OIP3: 0,25 Вт

В таблице 3 приведены назначения выводов модулятора.

Таблица 3. Выводы модулятора ADF8340

Вывод	Назначение вывода
1, 2	Контакты фильтра входного сигнала основной полосы Q-канала.
3, 4	Дифференциальные входы основной полосы Q-канала
5, 6, 14, 19, 24	Напряжение положительного питания, от 4,75 В до 5,25 В
7, 8, 11, 12, 20, 23	Общий вывод устройства
9, 10	Дифференциальные радиочастотные (РЧ) выходы
13	Отключение выхода
15, 16	Дифференциальные входы основной полосы I-канала
17, 18	Контакты фильтра входного сигнала основной полосы I-канала
21, 22	Дифференциальные радиочастотные (РЧ) входы
EPAD	Теплоотводящая контактная площадка

Глава 3. Расчет усилительного тракта.

3.1. Учет потерь после оконечного каскада

Для обеспечения требуемой мощности антенны необходимо учитывать потери в фидерном тракте. Мощность выходного согласующего устройства равна:

Заданная преподавателем средняя мощность в антенне .

В соответствии с ГОСТ, максимально допустимый уровень КСВ фидерного тракта равен 1.3, тогда мощность выходной фильтрующей системы равна:

Значение КПД фильтра . Тогда мощность оконечного каскада:

В стандарте DVB-T2 используется ODFM-модуляция, для которой значение пик-фактора равно 10. Номинальная пиковая мощность без учета потерь равна:

С учетом потерь

Для предотвращения выхода из строя транзистора при превышении напряжения пробоя, к рассчитанной пиковой мощности следует добавить 20%.

Из-за крайней сложности или отсутствия выбора транзистора, способного работать с пиковой мощностью , целесообразно использовать несколько меньших по номиналу транзисторов для сложения их мощности.

Расчет мощности оконечного каскада при числе транзисторов и :

3.2. Выбор режима работы оконечного каскада

В зависимости от угла отсечки, транзистор может работать в следующих режимах:

Режим A (θ = 180°)

Режим А характеризуется высокой линейностью, так как усилитель работает в линейной части ВАХ.

Преимущества: максимальная линейность и минимальный уровень нелинейных искажений.

Недостатки: низкая эффективность, КПД обычно не превышает 25%.

Режим B (θ = 90°)

В режиме B усилитель работает с полной отсечкой.

Преимущества: обеспечивается высокая эффективность, КПД достигает 70%.

Недостатки: меньшая линейность, невозможность работы с сигналами, имеющими переменную огибающую.

Режим AB (0° < θ < 180°)

Для работы в режиме AB рабочая точка выбрана таким образом, чтобы транзистор частично находился в линейной зоне, а частично — в режиме отсечки.

Преимущества: эффективность выше по сравнению с режимом А. КПД около 55-65% и меньшее количество искажений, чем в режиме B.

Недостатки: нелинейные искажения выше, чем в режиме А.

Режим C (θ < 90°)

В режиме С усилитель работает с сильной отсечкой.

Преимущества: максимальная эффективность, теоретический КПД достигает 80-85%.

Недостатки: высокий уровень нелинейности, что не позволяет работать с сигналами, имеющими переменную огибающую.

В зависимости от степени напряженности, транзистор может работать в следующих режимах:

Недонапряжённый режим

Режим, при котором выходное напряжение меньше уровня отсечки.

Преимущества: высокая линейность и минимальная генерация высших гармоник.

Недостатки: низкий КПД.

Граничный режим

Амплитуда выходного напряжения равна напряжению отсечки.

Преимущества: обеспечивает наилучший баланс между КПД, линейностью и выходной мощностью

Недостатки: требует высокой точности напряжения смещения, что трудно поддерживается.

Перенапряжённый режим

Амплитуда выходного напряжения превышает уровень напряжения отсечки.

Преимущества: максимальный теоретический КПД.

Недостатки: по мере увеличения напряжения возрастает уровень нелинейных искажений.

Оптимальный режим

Для телевизионного стандарте DVB-T2 важен высокий уровень линейности усилителя. Для транзисторов оконечного и предоконечного каскада передающего тракта был выбран режим работы АВ с углом отсечки 120° и перенапряженный режим. Это позволит получить достаточный уровень линейности, меньшие искажения и обеспечить высокий уровень КПД.