Файл: Разработка блока приемопередатчика для системы связи с подвижным объектом стандарта gsm850.doc

Скачать файл (1,46Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Курсовая работа

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 06.11.2023

Просмотров: 78

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Табл №2 Результат работы программы SpurSearch для архитектуры с одним преобразованием частоты в тракте передачи (FTxпч=45МГц)

Результаты работы программы подтверждают построения, произведенные на рис8,9. КС, проникшие в полосу фильтра, имеют минимальный порядок 19, а, следовательно, малую амплитуду. Это обстоятельство позволит выполнить требования стандарта по внеполосным излучениям. Остановим свой выбор на соответствующей архитектуре.
Описание и проработка архитектуры:
Произведём уточнение архитектуры, добавив к Рис№7 тракт синтеза частот, уровни мощности в каскадах усиления, типы транзисторов, цепи связи каскадов, ВКС. Также детализуем модулятор и демодулятор.
Принцип работы приёмного тракта:

В тракте приёмника используется архитектура с прямой демодуляцией несущей. Пришедший из эфира сигнал проходит через АФТ и полосовой фильтр дуплексера и направляется в сторону приёмного тракта, где происходит первоначальное усиление в МШУ. Затем сигнал проходит в демодулятор, на который также подаётся частота перестраиваемого гетеродина. После этого происходит квадратурная демодуляция сигнала, синфазная и квадратурная компоненты отправляются в baseband тракт.

Принцип работы передающего тракта:

В тракте передачи используется супергетеродинная архитектура с одним преобразованием частоты. Квадратурные составляющие сигнала из baseband тракта поступают в модулятор, туда же подаётся сигнал промежуточной частоты FпчTx= 45МГц. В модуляторе производится квадратурная модуляция. Промодулированный сигнал фильтруется ПФ, настроенным на полосу 44.9-45.1 МГц. После ПФ промодулированный и отфильтрованный сигнал промежуточной частоты поступает на один из входов смесителя. На другой вход смесителя подаётся одна из частот перестраиваемого гетеродина Fгет=824.2 – 848.8 МГц с шагом 200 кГц (в зависимости от рабочего канала). На выходе смесителя установлен ПФ, с полосой пропускания 869.2 – 893.8МГц (настроен на частоту FTx=Fгет+FпчTx. После фильтра сигнал усиливается в энергоэффективном усилителе класса В (так как огибающая сигнала GMSK постоянна). За УМ установлен ВФС на частоты передачи, который должен отфильтровать старшие гармоники выходного сигнала образующиеся из-за работы УМ с отсечкой тока. ВФС производит также согласование выходного сопротивления оконечного каскада со входным сопротивлением АФТ.

5 Расчет частотного плана

Рис. 5 Частотный план

На выходе смесителя наряду с полезным сигналом образуются паразитные комбинационные составляющие с частотами +mf1+nf2, где m,n=1,2,3…и т д.m+n – порядок комбинационной составляющей.Чем выше порядок, тем меньше амплитуда составляющей на выходе. Существенно она уменьшается при (m+n)<9. Очень важно правильно подобрать частоты ПЧ и РЧ гетеродинов, чтобы уменьшить количество мешающих комбинационных составляющих хотя бы до восьмого порядка. Промежуточную частоту необходим выбирать, учитывая сложившуюся практику выбора номиналов промежуточных частот. Наличие и величины комбинационных составляющих просчитываем с помощью программы SpureSearch,подставляя различные значения номинальных промежуточных частот.

Рассмотрим смеситель тракта приема. При fпч=205 МГц при преобразовании частоты вниз в смесителе комбинационные составляющие до восьмой гармоники отсутствуют, поэтому можно применять эту промежуточную частоту. Проверим комбинационные составляющие на 14 гармонике, чтобы убедиться, что сигнал попадает в полосу пропускания фильтра.

Воспользуемся номограммой.

Наиболее отдаленные области от комбинационных составляющих ниже 10го порядка отмечены серым цветом.

Рис.6 Номограмма с отмеченными областями

Рассчитаем частоты гетеордина по номграммам:

Fрчmin=869,2 МГц

Fрчmax=893,8 МГц

Fрчсред=881,5

Fрч/Fгет=1,6 => Fгет = 550,9 МГц => диапазон Fгет: 538,6-563,2 МГц; Fпч=330,6 МГц. Используя программу РФ Дизайн увидим, что минимальный порядок КС = 11
Fрч/Fгет=1,4 => Fгет = 629,6 МГц => диапазон Fгет: 616,3-642,9 МГц; Fпч=252,9 МГц. Используя программу РФ Дизайн увидим, что минимальный порядок КС = 15
Fрч/Fгет=1,3 => Fгет = 678,1 МГц => диапазон Fгет: 665,8-690,4 МГц; Fпч=203,4 МГц. Используя программу РФ Дизайн увидим, что минимальный порядок КС = 9

4) Fрч/Fгет=1,38 => Fгет = 626,5 МГц => диапазон Fгет: 614,2-638,8 МГц; Fпч=255МГц. Используя программу РФ Дизайн увидим, что минимальный порядок КС = 15

Соответственно я выбираю вариант 4),а вариант 3) вообще не подходит.

Координаты вершин:

Fрчmin/Fгетmax=869,2/614,2=1,41; Fрчmin/Fгетmin=869,2/638,8=1,36

Fрчmax/Fгетmax=893,8/614,2=1,45; Fрчmax/Fгетmin=893,8/638,8=1,39

Fпч/Fгетmax=255/614,2=0,41; Fпч/Fгетmin=255/638,8=0,39

Рис.7 Номограмма с выбранными частотами

Таким образом, получаем fпч = 255 МГц, fгет =614.2 – 638.8 МГц.

Теперь нужно рассчитать коэффициенты деления синтезатора частот.

Имеем: f0 = 5 МГц – сигнал, поступающий от опорного генератора.

∆ f= 200 кГц – шаг сетки частот, определяемый стандартом.

fрч = 614.2 – 638.8 МГц

fпч = 255 МГц

Сигнал от опорного генератора будет поступать на первую петлю ФАПЧ через делитель К.

Заданный шаг частот обеспечивается подбором такого коэффициента этого делителя, чтобы

∆f = f0/K

K = f0/∆f = 5/0.2 = 25

Теперь рассчитаем коэффициент деления N1 – для первой петли ФАПЧ, на выходе гетеродина которой должны быть получены частоты 578.8 – 592.2 МГц с шагом 200 кГц. Поэтому коэффициент деления будет меняться в пределах N1min..N1max c шагом 1.

N1min = K*fрчmin/fоп = 25*614,2/5 = 3071

N1max = K*fрчmax/fоп = 25*638,8/5 = 3194

N1=3071…3194

На вторую и третью петли ФАПЧ сигнал будет поступать непосредственно от ОГ.

На выходе второго гетеродина должна быть получена фиксированная частота fпч = 255 МГц.

N2 = fпч/fоп = 255/5 = 51

На выходе третьего гетеродина должна быть получен фиксированная частота fпч = 420 МГц.

N3 = fпч/fоп = 420/5 =84

Рис. 8 Схема синтезатора частот

Структурная схема приемопередатчика:

Рис.9 Структурная схема приемопередатчика

Предварительный расчет усилителя мощности

Мощность на выходе передатчика должна быть 25 Вт.

Между входом антенно-фидерной системы и транзисторами выходного каскада расположены дуплексер и цепь связи, в которых теряется часть энергии. На данном этапе проектирования нужно ориентировочно учесть потери в дуплексере и цепи связи, основываясь на обобщенных параметрах имеющихся передатчиков η = 0,8 .

Pвыхок = Pвых/ η / η = 25/0,8/0,8 = 39,0625 Вт

Транзисторами, которые обеспечивают заданную мощность в заданном диапазоне рабочих частот, являются:

Тип транзистора	Диапазон частот, МГц	P`ном, Вт	E`к, В	F`, МГц	K`p	КПД, %
2Т916А	200…1000	>20	28	1000	2.25…3.0	45…60
2T962Б	400..1000	>20	28	1000	3.5…8	40…60
2Т942A	700…2000	>8	28	2000	2.5	30