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如何利用一种高度集成的架构来应对小尺寸无线电设计
2019-07-16 08:39
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电路设计
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各位大神,能否介绍一种新型高中频架构,可显著削减接收机和发射机的尺寸、重量、功耗与成本,而系统规格不受影响?
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6条回答
阿兵888824
2019-07-16 22:40
接收模式下避开干扰
图9显示了一个类似频率规划,其范围是8 GHz到12 GHz,默认IF为5.1 GHz。此图是混频器杂散的另一种视图,显示了中心调谐频率与m × n镜像频率的关系,而不是之前所示的杂散水平。此图中的1:1粗对角线表示期望的1 × 1杂散。图上的其他直线代表m × n镜像。此图左侧代表IF调谐无灵活性的部分。这种情况下,IF固定在5.1 GHz。调谐频率为10.2 GHz时,2 × 1镜像杂散跨过目标信号。这意味着如果调谐到10.2 GHz,那么很有可能附近信号会阻塞目标信号的接收。右侧显示了通过灵活IF调谐解决这个问题的办法。这种情况下,在9.2 GHz附近时IF从5.1 GHz切换到4.1 GHz,从而防止交越杂散发生。
图9. 无IF灵活性时的m × n交越杂散(上),利用IF调谐避开交越(下)
这只是一个说明高中频架构如何避开阻塞信号的简单例子。当结合智能算法来确定干扰并计算新的可能IF频率时,便有许多可行的方法来构建一种能够灵活适应任何频谱环境的接收机。这就像确定给定范围(通常是3 GHz到6 GHz)内的合适IF一样简单,然后根据该频率重新计算并设置LO。
高中频架构发射机频率规划
同接收频率规划一样,也可以利用高中频架构的灵活性来改善发射机的杂散性能。对接收机而言,频率成分有时是无法预测的。但对发射机而言,输出端的杂散更容易预测。此RF成分可利用下式来预测:
其中,IF通过AD9371调谐频率预先确定,LO通过所需输出频率确定。
像对待接收通道一样,发射侧也可以生成混频器图表。示例如图10所示。在此图中,最大杂散是镜像和LO频率,利用混频器之后的带通滤波器可将其降到所需水平。在FDD系统中,杂散输出可能会使邻近接收机降敏,带内杂散会带来问题,这种情况下IF调谐的灵活性便很有用。在图10所示例子中,如果使用5.1 GHz的静态IF,发射机输出端会存在一个接近15.2 GHz的交越杂散。通过将14 GHz调谐频率时的IF调整到4.3 GHz,便可避开该交越杂散,如图11所示。
图10. 无滤波的输出杂散
图11. 静态IF引起交越杂散(上),利用IF调谐避开交越杂散(下)
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图9显示了一个类似频率规划,其范围是8 GHz到12 GHz,默认IF为5.1 GHz。此图是混频器杂散的另一种视图,显示了中心调谐频率与m × n镜像频率的关系,而不是之前所示的杂散水平。此图中的1:1粗对角线表示期望的1 × 1杂散。图上的其他直线代表m × n镜像。此图左侧代表IF调谐无灵活性的部分。这种情况下,IF固定在5.1 GHz。调谐频率为10.2 GHz时,2 × 1镜像杂散跨过目标信号。这意味着如果调谐到10.2 GHz,那么很有可能附近信号会阻塞目标信号的接收。右侧显示了通过灵活IF调谐解决这个问题的办法。这种情况下,在9.2 GHz附近时IF从5.1 GHz切换到4.1 GHz,从而防止交越杂散发生。
图9. 无IF灵活性时的m × n交越杂散(上),利用IF调谐避开交越(下)
这只是一个说明高中频架构如何避开阻塞信号的简单例子。当结合智能算法来确定干扰并计算新的可能IF频率时,便有许多可行的方法来构建一种能够灵活适应任何频谱环境的接收机。这就像确定给定范围(通常是3 GHz到6 GHz)内的合适IF一样简单,然后根据该频率重新计算并设置LO。
高中频架构发射机频率规划
同接收频率规划一样,也可以利用高中频架构的灵活性来改善发射机的杂散性能。对接收机而言,频率成分有时是无法预测的。但对发射机而言,输出端的杂散更容易预测。此RF成分可利用下式来预测:
其中,IF通过AD9371调谐频率预先确定,LO通过所需输出频率确定。
像对待接收通道一样,发射侧也可以生成混频器图表。示例如图10所示。在此图中,最大杂散是镜像和LO频率,利用混频器之后的带通滤波器可将其降到所需水平。在FDD系统中,杂散输出可能会使邻近接收机降敏,带内杂散会带来问题,这种情况下IF调谐的灵活性便很有用。在图10所示例子中,如果使用5.1 GHz的静态IF,发射机输出端会存在一个接近15.2 GHz的交越杂散。通过将14 GHz调谐频率时的IF调整到4.3 GHz,便可避开该交越杂散,如图11所示。
图10. 无滤波的输出杂散
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