Цель работы: изучение методов построения, расчета и оптимизации частотного плана РЧ блока устройств ССПО. Приобретение навыков работы с номограммами и компьютерными программами анализа комбинационных составляющих на выходах устройств преобразования частот.
Исходные данные:
Номер в списке группы: K=15
Последняя цифра номера зачетной книжки: N=7;
Предпоследняя цифра номера зачетной книжки M=5;
Значение К=28 соответствует стандарту GSM 1800
Основные РЧ характеристики стандарта GSM 1900 :
Частотный диапазон (канал связи вверх/ вниз), МГц: 1850-1910/1930-1990
Нижняя полоса (канал связи вверх): F1(n) =1850,2+0,2*(n-512)
Верхняя полоса (канал связи вниз): Fu(n)= F1(n)+80
Номер канала n (ARFCN): 512<n<810
Задание 1.
1. Для супергетеродинной структуры приемника с двойным преобразованием РЧ блока (рис. 1) соответствующего стандарта найдем комбинационные составляющие (КС) до восьмого порядка на выходах первого и второго смесителей с применением номограмм КС . Проверим возможность проникновения КС, возникающих на выходе 1 смесителя в полосу пропускания фильтра ПЧ2. Будем считать полосы фильтров ПЧ, используемых на выходах смесителей, равными разносу каналов для стандарта GSM 1900, т.е. Ппч1 = Ппч2 = 200 кГц.
Использовать следующие значения промежуточных частот приемника:
fпч1=100+2 N;[МГЦ]
fпч2=10+2 М;[МГЦ]
Выполнение:
Общие сведения
В соответствие с заданием необходимо использовать супергетеродинную структуру приемника с двойным преобразованием частоты (рис. 1).
Рис. 1
Супергетеродинная структура приемника с двойным преобразованием частоты
На структурной схеме приемника введены следующие обозначения:
ПФ - полосовой фильтр
МШУ - малошумящий усилитель
СМ- смеситель
ГУН – генератор, управляемый напряжением
УПЧ – усилитель промежуточной частоты
Дем – демодулятор
RSSI – сигнал уровня принятого сигнала
Значение промежуточных частот (ПЧ) приемника:
fпч1=100+2 N=100+2* 7=114(МГц)
fпч2=10+2 М=10+2*5= 20 (МГц)
1.Расчет кс для мобильной станции (канал вверх)
Расчет значений частот гетеродина fгет,
Значения несущих (канальных) частот в соответствии с рабочим диапазоном составляют:
f1рчмах =1850,2+0,2*(810-512)= 1909,8 МГц
f1рчmin=1850,2+0,2*(512-512)= 1850,2 МГц
Так как fпч1=fрч ‑ fгет , то fгет= fрч ‑ fпч1 ,
Найдем максимальную и минимальную частоту гетеродина:
fгет1max = fрчmax ‑ fпч1 =1795,8 МГц,
fгет1тin = fрчmin ‑ fпч1 = 1736,2 МГц.
Расчет максимального и минимального значения первой ПЧ
Учитывая то, что максимальное отклонение от средней частоты канала составляет 100кГц, получаем:
fпч1max= fпч1 +100 кГц = 114,1МГц;
fпч1min= fпч1 ‑ 100 кГц = 113,9МГц.
Нахождение КС на входе первого смесителя.
Для поиска КС на выходе смесителя с помощью номограмм найдем соотношения
fрч / fгет1, и fпч / fгет1 , являющиеся границами прямоугольных областей:
а) значения, откладываемые по оси абсцисс:
fрчmin / fгет1max=1.030293 fрчmax / fгет1max=1.063481
fрчmin / fгет1тin =1.065661 fрчmax / fгет1тin =1.099988
б) значения, откладываемые по оси ординат:
fпчmin / fгет1max=0.063426 |
fпчmin / fгет1тin =0.065603 |
fпчmax / fгет1max=0.063537 |
fпчmax / fгет1тin =0.065718 |
Апертура, построенная по полученным значениям, представлена на рис.Из полученного рисунка видно, что через апертуру проходит две КС с частотой Р-Ги 2Р-2Г.
Проверка полученных результатов.
Проверка полученных результатов производится с помощью программы SpurSearch.
Согласно результатам проверки, в полосу пропускания фильтра попадают составляющие 4го порядка
Результаты проверки расчетов КС для мобильной станции (канал вверх)
2. Расчет КС для базовой станции (канал вниз)
Расчет значения частот гетеродина fгет,
Значения несущих (канальных) частот в соответствии с рабочим диапазоном составляют:
f1рчмах =1989.8
f1рчmin=1930.2
Так как fпч1=fрч ‑ fгет , то fгет= fрч ‑ fпч1 ,
Найдем максимальную и минимальную частоты гетеродина:
fгет1max = fрчmax ‑ fпч1 =1875.8МГц,
fгет1тin = fрчmin ‑ fпч1 = 1816.2МГц.
Расчет максимального и минимального значения первой ПЧ
Учитывая то, что максимальное отклонение от средней частоты канала 100 КГц, получаем:
fпч1max= fпч1 +100 кГц = 114,1МГц;
fпч1min= fпч1 ‑ 100 кГц = 113,9МГц
Нахождение КС на входе первого смесителя.
Для поиска КС на выходе смесителя с помощью номограмм найдем соотношения
fрч / fгет1, и fпч / fгет1 , являющиеся границами прямоугольных областей:
а) значения, откладываемые по оси абсцисс:
fрчmin / fгет1max=1.029001 fрчmax / fгет1max=1.060774
fрчmin / fгет1тin =1.062768 fрчmax / fгет1тin =1.095584
б) значения, откладываемые по оси ординат:
fпчmin / fгет1max=0.060721 |
fпчmin / fгет1тin =0.0627134 |
fпчmax / fгет1max=0.060827 |
fпчmax / fгет1тin =0.062823 |
Апертура, построенная по полученным значениям, представлена на рис.
Апертура, построенная по полученным значениям, представлена на рис.Из полученного рисунка видно, что через апертуру проходит две КС с частотой Р-Г и 2Р-2Г.
Проверка полученных результатов производится с помощью программы SpurSearch.
Согласно результатам проверки в полосу пропускания фильтра попадает составляющая 4го порядка.
Рис. 5 Результаты проверки расчетов КС для базовой станции (канал вниз)
Расчет КС на выходе второго смесителя
На один вход второго смесителя поступает колебание с частотой fпч1=100(МГц), на второй вход поступает сигнал от второго неперестраиваемого гетеродина. На входе второго смесителя образуется колебание с частотой fпч1=12(МГц).Определим частоту второго гетеродина: fгет2 = fпч1 ‑ fпч2
fгет2 = 114-20= 94 МГц
Разработать частотный план и структуру РЧ блока приёмопередатчика стандарта GSM-1900 с использованием, по крайней мере, одного преобразования в тракте приёма. По возможности использовать для перестройки всего РЧ блока один общий синтезатор частот. Оптимизировать значения используемых промежуточных частот по критерию минимизации КС, возникающих в трактах РЧ блока. Обосновать выбор значений ПЧ и опорных частот с применением номограмм КС. Использовать значение системного опорного генератора равным 15 МГц. Произвести эскизный расчёт используемых в РЧ блоке синтезаторов частот, определить необходимые значения коэффициентов деления всех используемых в них делителей частоты.
Выберем на номограмме области, в которой отсутствуют паразитные КС:
