當(dāng)前位置:首頁(yè) > 電源 > 電源電路
[導(dǎo)讀]本方案接收機(jī)射頻前端系統(tǒng)基于軟件無(wú)線電理論來(lái)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),以達(dá)到建立一個(gè)通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的接收機(jī)射頻前端系統(tǒng)仿真平臺(tái)的目標(biāo)。以實(shí)現(xiàn)接收機(jī)射頻前端系統(tǒng)低噪聲系

本方案接收機(jī)射頻前端系統(tǒng)基于軟件無(wú)線電理論來(lái)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),以達(dá)到建立一個(gè)通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的接收機(jī)射頻前端系統(tǒng)仿真平臺(tái)的目標(biāo)。以實(shí)現(xiàn)接收機(jī)射頻前端系統(tǒng)低噪聲系數(shù),小的互調(diào)失真,大的動(dòng) 態(tài)范圍和鏡像抑制,良好的AGC,足夠的增益和正確的選擇性等設(shè)計(jì)要求。通過(guò)對(duì)接收機(jī)射頻前端的設(shè)計(jì)方案可行性分析和利用射頻電路仿真軟件ADS進(jìn)行系統(tǒng) 建模設(shè)計(jì)與參數(shù)仿真,實(shí)現(xiàn)接收機(jī)射頻前端電路設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性能。

隨著DSP技術(shù)的發(fā)展,電子器件制作工藝的提升,A/D、D/A的取樣速率越來(lái)越高,無(wú)線電臺(tái)中的數(shù)字處理不斷往射頻前端推進(jìn),信道可重構(gòu)的能力不斷得到提升,系統(tǒng)可以直接從中頻采樣,進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理。本方案接收機(jī)射頻前端系統(tǒng)基于軟件無(wú)線電理 論來(lái)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),以達(dá)到建立一個(gè)通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的接收機(jī)射頻前端系統(tǒng)仿真平臺(tái)的目標(biāo)。以實(shí)現(xiàn)接收機(jī)射頻前端系統(tǒng)低噪聲系數(shù),小的互調(diào)失真,大的動(dòng) 態(tài)范圍和鏡像抑制,良好的AGC,足夠的增益和正確的選擇性等設(shè)計(jì)要求。通過(guò)對(duì)接收機(jī)射頻前端的設(shè)計(jì)方案可行性分析和利用射頻電路仿真軟件ADS進(jìn)行系統(tǒng) 建模設(shè)計(jì)與參數(shù)仿真,實(shí)現(xiàn)接收機(jī)射頻前端電路設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性能。

射頻前端系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)及可行性分析

本接收機(jī)射頻前端主要任務(wù)是對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波、混頻、 放大的功能,并對(duì)系統(tǒng)可能受到的鏡像干擾頻率、互調(diào)干擾頻率進(jìn)行抑制。系統(tǒng)功能模塊主要包括濾波器、混頻器、放大器及本振等。系統(tǒng)工作頻率范圍為 100~150MHz,其中每10MHz帶寬作為一個(gè)信道用于跳頻調(diào)制,采用超外差二次混頻的結(jié)構(gòu),整個(gè)射頻前端系統(tǒng)的設(shè)計(jì)增益為110dB,系統(tǒng)噪聲為 3dB。其原理框圖如圖1所示。由圖1可以看出,選頻濾波器后的放大器為低噪聲放大器(LNA),LNA的噪聲系數(shù)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的噪聲系數(shù)起決定性的作用。 設(shè)計(jì)時(shí)在增益、噪聲系數(shù)、動(dòng)態(tài)范圍、VSWR、穩(wěn)定性等指標(biāo)之間進(jìn)行平衡。第一級(jí)混頻通過(guò)PLL改變第一級(jí)本振頻率,以接收不同信道的射頻信號(hào),經(jīng)下變頻 把接收信號(hào)搬移到中頻為70MHz、頻率帶寬為10MHz的頻帶上。

 

跳頻電臺(tái)射頻前端電路設(shè)計(jì)攻略——電路圖天天讀(132)

 

圖1、接收機(jī)射頻前端原理框圖

在此過(guò)程中,混頻器是一個(gè)非線性器件,會(huì)引入大量交調(diào)分量,使得混頻后出現(xiàn)大量的組合干擾頻率點(diǎn),對(duì)有用信號(hào)造成嚴(yán)重的干擾,直接影響著接收機(jī)性能。聲表波 中頻濾波器針對(duì)混頻可能出現(xiàn)的鏡像頻率干擾,進(jìn)行對(duì)中頻信號(hào)高品質(zhì)的頻率選擇性濾波,達(dá)到提高鏡像頻率抑制的設(shè)計(jì)目標(biāo)。第二級(jí)混頻把中頻為 65~75MHz的頻帶信號(hào)搬移到10~20MHz,如圖2所示(虛線為一次混頻鏡像頻率,灰色為第二次混頻鏡像頻率)。由于其工作頻率相對(duì)較低,二次混 頻后的頻帶信號(hào)經(jīng)過(guò)自動(dòng)增益控制放大器級(jí)聯(lián)放大產(chǎn)生72dB左右的增益,其高增益也更容易實(shí)現(xiàn)、更穩(wěn)定。

 

跳頻電臺(tái)射頻前端電路設(shè)計(jì)攻略——電路圖天天讀(132)

 

圖2、頻譜及鏡像分析圖

射頻前端系統(tǒng)建模與性能仿真及分析

射頻前端系統(tǒng)建模設(shè)計(jì)

運(yùn)用ADS2008軟件對(duì)接收機(jī)射頻前端建模,設(shè)置各模塊 參數(shù),選頻濾波器針對(duì)輸入射頻信號(hào)100~150MHz進(jìn)行濾波。LNA噪聲系數(shù)3dB,增益24dB,鎖相環(huán)輸出本振信號(hào)分別為175、185、 195、205、215MHz。SAW中頻濾波器中心頻率為70MHz,頻率帶寬10MHz。一次混頻和二次混頻后中頻放大器分別產(chǎn)生28dB和72dB 增益,如圖3所示。

 

跳頻電臺(tái)射頻前端電路設(shè)計(jì)攻略——電路圖天天讀(132)

 

圖3、接收機(jī)射頻前端系統(tǒng)仿真框圖

射頻前端系統(tǒng)頻帶選擇性仿真

接收機(jī)射頻前端系統(tǒng)的頻帶選擇性的性能,主要由射頻 前端的選頻網(wǎng)絡(luò)所決定。采用傳統(tǒng)LC濾波器,通過(guò)調(diào)節(jié)第一級(jí)本振的輸入頻率,改變選頻網(wǎng)絡(luò)的中心頻率,設(shè)置本振為195MHz,實(shí)現(xiàn)對(duì) 120~130MHz射頻信號(hào)的下變頻處理。在ADS中搭建第一級(jí)混頻電路模塊的仿真原理圖。由圖4可以看出,接收機(jī)在123MHz處最大增益為 20.827dB,也就是LNA的增益減去濾波器的插入損耗。選頻濾波器能很好對(duì)240~290MHz鏡像干擾信號(hào)進(jìn)行抑制。

 

跳頻電臺(tái)射頻前端電路設(shè)計(jì)攻略——電路圖天天讀(132)

 

圖4、選頻網(wǎng)絡(luò)S參數(shù)仿真

射頻前端系統(tǒng)信道選擇性仿真

信道選擇功能主要由聲表波SAW中頻濾波器完成。仿真電路圖是一次混頻系統(tǒng)原理圖,其中本振頻率LO=195MHz。信道選擇性仿真結(jié)果如圖5所示。由圖5 可以看出,信號(hào)在120MHz處系統(tǒng)有最大增益約為13.46dB;通頻帶為10MHz, 增益在11dB以上。接收信號(hào)都集中在信道帶寬10MHz范圍內(nèi),帶內(nèi)波動(dòng)很小,避免了接收到的信號(hào)產(chǎn)生非線性失真。鄰道抑制達(dá)到-43dB左右,滿足系 統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)。

 

跳頻電臺(tái)射頻前端電路設(shè)計(jì)攻略——電路圖天天讀(132)

 

圖5、信道選擇性仿真[!--empirenews.page--]

本振輸出功率對(duì)射頻前端系統(tǒng)性能影響的仿真

設(shè)置接收機(jī)射頻前端系統(tǒng)的輸入信號(hào)功率RF_pwr= -110dBm,當(dāng)一本振功率LO_pwr從-30~10dBm變化時(shí)(間 隔為1dBm),接收機(jī)輸出功率與LO_pwr之間的關(guān)系如圖6所示。由圖6可以看出,輸出功率電平隨著本振輸出功率的增加逐漸增大,當(dāng)本振功率大于 -3dBm,輸出功率才逐漸趨于穩(wěn)定。對(duì)于接收機(jī)而言,希望盡可能的提高本振輸出功率以達(dá)到更高的增益,但是這與系統(tǒng)的低功耗又相矛盾,需要根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 性能指標(biāo)在盡可能高的中頻輸出功率和系統(tǒng)低功耗之間權(quán)衡。

 

跳頻電臺(tái)射頻前端電路設(shè)計(jì)攻略——電路圖天天讀(132)

 

圖6、本振輸出功率對(duì)中頻輸出功率影響的仿真

射頻前端系統(tǒng)功率增益仿真

為了能夠正常地接收信號(hào),不被接收到的噪聲和接收機(jī) 本身產(chǎn)生的噪聲所淹沒(méi),就要求接收機(jī)必須產(chǎn)生合適的輸出功率電平來(lái)使器件正常工作??紤]到器件的自身?yè)p耗,本方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)整體功率增益在110dB左右, 如表1所示。系統(tǒng)功率增益預(yù)算仿真結(jié)果如圖7所示,系統(tǒng)整機(jī)的功率增益在116dB左右,滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。

 

跳頻電臺(tái)射頻前端電路設(shè)計(jì)攻略——電路圖天天讀(132)

 

表1、部分模塊增益和插入損耗

射頻前端系統(tǒng)頻域響應(yīng)特性仿真

從 圖8的仿真結(jié)果可以看到本方案接收機(jī)能夠按照設(shè) 計(jì)預(yù)期將射頻信號(hào)的頻譜搬移到系統(tǒng)設(shè)計(jì)中頻的頻帶范圍內(nèi),也就是接收機(jī)射頻前端系統(tǒng)的頻域響應(yīng)特性實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的要求。圖8可以直觀地看到輸入頻率信號(hào)的功 率譜、一次變頻后中頻輸出信號(hào)功率譜和接收機(jī)射頻前端系統(tǒng)輸出的頻率譜。中頻15MHz輸出的頻率點(diǎn)頻率成分單一,諧波得到很好抑制,不會(huì)對(duì)所需信號(hào)造成 干擾。

 

跳頻電臺(tái)射頻前端電路設(shè)計(jì)攻略——電路圖天天讀(132)

 

圖8、系統(tǒng)頻域響應(yīng)特性仿真

本文在軟件無(wú)線電系統(tǒng)理論基礎(chǔ)上,對(duì)寬帶接收機(jī)射頻前端系統(tǒng)采用超外差式二次混頻結(jié)構(gòu),建立了一個(gè)通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的接收機(jī)射頻前端系統(tǒng)仿真平臺(tái)。從性能仿真結(jié)果可以看出,該方案能夠很好地應(yīng)用在軟件無(wú)線電射頻前端電路中,可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點(diǎn),本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實(shí)性等。需要轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車(chē)的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫?dú)角獸公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國(guó)汽車(chē)技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車(chē)工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車(chē)。 SODA V工具的開(kāi)發(fā)耗時(shí)1.5...

關(guān)鍵字: 汽車(chē) 人工智能 智能驅(qū)動(dòng) BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來(lái)越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運(yùn)行,同時(shí)企業(yè)卻面臨越來(lái)越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn),如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報(bào)道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對(duì)日本游戲市場(chǎng)的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)開(kāi)幕式在貴陽(yáng)舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語(yǔ)權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機(jī) 衛(wèi)星通信

要點(diǎn): 有效應(yīng)對(duì)環(huán)境變化,經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)穩(wěn)中有升 落實(shí)提質(zhì)增效舉措,毛利潤(rùn)率延續(xù)升勢(shì) 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長(zhǎng) 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力 堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運(yùn)營(yíng)商 數(shù)字經(jīng)濟(jì)

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺(tái)與中國(guó)電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會(huì)上宣布正式成立。 活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng) NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長(zhǎng)三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會(huì)上,軟通動(dòng)力信息技術(shù)(集團(tuán))股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱"軟通動(dòng)力")與長(zhǎng)三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉