53. Архитектура цифровых радиоприемных устройств: нулевая пч.
Радиоприемник с прямым преобразованием сигнала
- архитектура приемника с прямым преобразованием сигнала (Direct Conversion Receiver, DCR, Dicon)
- нулевая промежуточная частота (Zero-IF receivers)
- высоколинейный смеситель
Обобщенная структура РЧ блока прямым преобразованием частоты
Прямое преобразование сигнала в квадратурных каналах
- после смесителя усиление в том числе и постоянной составляющей сигнала
- ФНЧ с высокой избирательностью (high roll-off low-pass filter), осуществляющий выбор рабочего канала (Channel Select Filter)
- отсутствует зеркальный канал
Достоинства:
- меньшая стоимость,
- меньшая потребляемая мощность,
- меньше массо-габаритные показатели,
- отсутствие навесных компонентов делает эту архитектуру очень перспективной для интеграции.
Недостатки:
- влияние утечки гетеродина на вход смесителя (LO leakage), а также просачивания мощной помехи на гетеродинный вход (Interferer Leakage)
- смещение постоянной составляющей (DC offset)
- влияние фликкер-шума (Flicker noise)
- влияние интермодуляционных искажений второго порядка (second-order intermodulation distortion product)
Утечка сигнала гетеродина
- самосмешение (self-mixing)
Утечка сигнала гетеродина
Просачивание сигнала помехи
- просачивание сигнала помехи
Просачивание сигнала мощной помехи
Утечка сигнала гетеродина на антенный вход
- меньше влияет в супергетеродинном приемнике
- сильно влияет в приемнике прямого преобразования
- влияние движения объекта на частоту и фазу переизлученного сигнала
Утечка сигнала гетеродина на антенный вход и его излучение
Борьба с утечками сигнала гетеродина:
- повышение степени интеграции
- совершенствование конструкции
- использование дифференциальных схем гетеродинов и смесителей
Смещение постоянной составляющей
- причины смещения постоянной составляющей (DC offsets)
влияние температуры
нестабильности источников питания
разбаланс квадратурных каналов
нестабильность напряжения и фазы гетеродина
утечка сигнала гетеродина
Борьба со смещением постоянной составляющей:
- автоматическая коррекция нуля (auto-zeroing function)
- рациональная конструкция, тщательная экранировка
Фликкер-шум
- низкочастотные шумы, фликкер-шумы (Flicker Noise), шумы типа 1/f
Способы уменьшения действия фликкер-шума:
- совершенствование технологии ИС, особенно КМОП
- способы уменьшения смещения постоянной составляющей
53. Архитектура цифровых радиоприемных устройств: низкая пч.
Недостатки супергетеродинной схемы:
- увеличение стоимости устройства и его размеров за счет применения внешних высокодобротных полосовых фильтров
- так как выбор рабочего канала происходит в первом каскаде ПЧ, перестраиваемый гетеродин требует качественного выполнения и использования внешнего колебательного контура для достижения хорошей характеристики по шумам,
- разноканальность квадратурных каналов, нестабильность характеристик
- трудности микроминиатюризации приемопередатчика
Радиоприемник с низкой промежуточной частотой
- архитектура приемника с низкой ПЧ (Low-IF receivers)
Достоинства архитектуры с низкой промежуточной частотой: исключение высокочастотного фильтра, устранения влияния смещения постоянной составляющей
Приемник однократного преобразования с низкой промежуточной частотой
- частота гетеродина отличается от несущей частоты на один – два частотных канала
- используется низкодобротный фильтр
- малые интермодуляционные искажения
- фазовый метод подавления зеркального канала
Недостатки архитектуры с низкой промежуточной частотой:
- подавление зеркального канала не более 40 дБ из-за рассогласования I и Q каналов
- высокие требования к перестраиваемому гетеродину в радиотракте
- применение асимметричного многофазного фильтра для подавления зеркального канала вызывает дополнительные потери
- повышенные требования к динамическому диапазону и разрешению АЦП
- повышение энергопотребления