Baada ya miaka kadhaa ya maendeleo, watumaji wa redio wamebadilika polepole kutoka kwa usanifu rahisi wa usambazaji wa IF kwenda kwa wasambazaji wa IF quadrature na watoaji wa sifuri IF. Walakini, usanifu huu bado una mapungufu. Transmitter ya uongofu ya hivi karibuni ya RF inaweza kushinda mapungufu ya wasambazaji wa jadi. Nakala hii inalinganisha sifa za usanifu tofauti wa usafirishaji katika mawasiliano ya waya. Transmitter ya ubadilishaji wa moja kwa moja ya RF hutumia ubadilishaji wa hali ya juu wa dijiti-kwa-analog (DAC), ambayo ina faida dhahiri juu ya teknolojia za jadi. Transmitter ya uongofu ya moja kwa moja ya RF pia ina changamoto zake, lakini inafungua njia ya utambuzi wa usanifu wa kweli wa usambazaji wa redio ya programu.
RF DAC, kama 14-bit 2.3Gsps MAX5879, ni mzunguko muhimu wa usanifu wa uongofu wa moja kwa moja wa RF. DAC hii inaweza kutoa utendaji mzuri wa uwongo na kelele ndani ya kipimo cha 1GHz. Kifaa kinachukua muundo wa ubunifu katika bendi ya pili na ya tatu ya Nyquist, inasaidia usafirishaji wa ishara, na inaweza kuunganisha ishara za masafa ya redio na masafa ya pato ya hadi 3GHz. Matokeo ya kipimo yanathibitisha utendaji wa DAC.
Usanifu wa jadi wa transmitter ya RF
Katika miongo michache iliyopita, usanifu wa jadi wa kusambaza umetumika kufanikisha muundo wa superheterodyne, kwa kutumia oscillator ya ndani (LO) na mchanganyiko wa kutengeneza masafa ya kati (IF). Mchanganyaji kawaida hutengeneza masafa ya picha mbili (inayoitwa mikanda ya pembeni) karibu na LO, na hupata ishara inayofaa kwa kuchuja moja ya mikanda ya pembeni. Mifumo ya kisasa ya usafirishaji wa waya, haswa wasambazaji wa kituo cha msingi (BTS), hufanya sana muundo wa mimi na Q wa quadrature kwenye ishara za moduli za dijiti.
0 Usanifu wa transmitter ya jadi ya RF
Katika miongo michache iliyopita, usanifu wa jadi wa kusambaza umetumika kufanikisha muundo wa superheterodyne, kwa kutumia oscillator ya ndani (LO) na mchanganyiko wa kutengeneza masafa ya kati (IF). Mchanganyaji kawaida hutengeneza masafa ya picha mbili (inayoitwa mikanda ya pembeni) karibu na LO, na hupata ishara inayofaa kwa kuchuja moja ya mikanda ya pembeni. Mifumo ya kisasa ya usafirishaji wa waya, haswa wasambazaji wa kituo cha msingi (BTS), hufanya sana muundo wa mimi na Q wa quadrature kwenye ishara za moduli za dijiti.
Kielelezo 1. Usanifu wa transmitter isiyo na waya.
Mtoaji wa Quadrature IF
Ishara tata ya dijiti ya baseband ina njia mbili katika baseband: mimi na Q. Faida ya kutumia njia mbili za ishara ni kwamba wakati wa kutumia moduli ya analog quadrature (MOD) kuunganisha ishara mbili ngumu za IF, moja ya mikanda ya pembeni ya IF imeondolewa. Walakini, kwa sababu ya asymmetry ya njia za I na Q, masafa ya picha ya moduli hayatakamilika kabisa. Usanifu huu wa IF quadrature umeonyeshwa kwenye Kielelezo 1 (B). Katika kielelezo, moduli ya dijiti ya dijiti na oscillator inayodhibitiwa kwa nambari ya LO (NCO) hutumiwa kutafsiri ishara za I na Q za baseband (mgawo wa R) na kuzirekebisha kuwa chanya juu ya mbebaji wa IF. Halafu, DAC mbili hubadilisha wabebaji wa dijiti I na Q IF kuwa ishara za analog na kuzituma kwa modulator. Ili kuongeza zaidi kukandamizwa kwa mikanda isiyofaa, mfumo pia hutumia kichungi cha bandpass (BPF).
Mtoaji wa Zero-IF
Katika mtoaji wa sifuri wa kati (ZIF) aliyeonyeshwa kwenye Mchoro 1 (A), ishara ya quadrature ya dijiti ya baseband imeingiliwa ili kukidhi mahitaji ya kuchuja; kisha hutumwa kwa DAC. Pato la analog ya quadrature ya DAC pia hutumwa kwa modulator ya quadrature ya analog kwenye baseband. Kwa sababu ishara nzima iliyobadilishwa hubadilishwa kuwa mbebaji wa RF kwenye masafa ya LO, usanifu wa ZIF unaangazia "haiba" ya mchanganyiko wa quadrature. Walakini, kwa kuzingatia kwamba njia za I na Q sio njia bora, kama vile kuvuja kwa LO na asymmetry, picha za ishara zilizobadilishwa (ziko ndani ya anuwai ya ishara inayosambazwa) zitatengenezwa, na kusababisha makosa ya ishara. Katika mtoaji wa kubeba anuwai, ishara ya picha inaweza kuwa karibu na mbebaji, na kusababisha mionzi ya uwongo ya bendi. Vipeperushi visivyo na waya mara nyingi hutumia utabiri tata wa dijiti kulipia kasoro kama hizo.
Katika transmitter ya uongofu ya moja kwa moja ya RF iliyoonyeshwa kwenye Kielelezo 1 (D), demodulator ya quadrature hutumiwa katika uwanja wa dijiti, na LO inabadilishwa na NCO, ili ulinganifu karibu kabisa upatikane katika njia za I na Q, na kuna kimsingi hakuna kuvuja kwa LO. Kwa hivyo, pato la moduli ya dijiti ni mbebaji wa dijiti ya RF, ambayo hutumwa kwa DAC ya kasi sana. Kwa kuwa pato la DAC ni ishara ya wakati tofauti, masafa ya picha yaliyotengwa sawa na masafa ya saa ya DAC (CLK) hutengenezwa. BPF huchuja pato la DAC, huchagua carrier wa RF, na kisha huituma kwa amplifier variable variable (VGA).
Mtumaji wa juu-IF
Vipeperushi vya uongofu vya moja kwa moja vya RF pia vinaweza kutumia njia hii kutengeneza viboreshaji vya juu vya masafa ya kati, kama inavyoonyeshwa kwenye Kielelezo 1 (C). Hapa, DAC inabadilisha masafa ya kati ya dijiti kuwa mbebaji wa masafa ya kati. Baada ya DAC, tumia tabia ya uteuzi wa masafa ya kichujio cha kupitisha bendi ili kuchuja masafa ya picha ya masafa ya kati. Kisha ishara inayotakiwa ya masafa ya kati inatumwa kwa mchanganyiko ili kutengeneza mikanda miwili ya pembeni ambapo ishara ya IF imechanganywa na LO, na kuchujwa na kichujio kingine cha bandpass kupata kipande kinachohitajika cha RF.
Kwa wazi, usanifu wa uongofu wa moja kwa moja wa RF unahitaji vifaa vichache vya kazi. Kwa sababu FPGA au ASIC iliyo na moduli ya dijiti ya dijiti na NCO hutumiwa kuchukua nafasi ya moduli ya analog quadrature na LO, usanifu wa ugeuzaji wa mzunguko wa moja kwa moja wa RF huepuka makosa ya usawa wa njia za I na Q na kuvuja kwa LO. Kwa kuongezea, kwa sababu kiwango cha sampuli ya DAC ni kubwa sana, ni rahisi kuunda ishara za mkondoni, wakati unahakikisha kuwa mahitaji ya uchujaji yametimizwa.
Utendaji wa hali ya juu DAC ni sehemu muhimu kwa usanifu wa uongofu wa moja kwa moja wa RF kuchukua nafasi ya transmitter ya jadi isiyo na waya. DAC inahitaji kutengeneza kipeperushi cha masafa ya redio hadi 2GHz au zaidi, na utendaji wenye nguvu lazima ufikie baseband au utendaji wa masafa ya kati uliotolewa na usanifu mwingine. MAX5879 ni DAC ya hali ya juu.
Kutumia MAX5879 DAC Kutambua Transmitter ya Uongofu ya moja kwa moja ya RF
MAX5879 ni 14-bit, 2.3Gsps RF DAC na bandwidth ya pato kubwa kuliko 2GHz, kelele ya chini na utendaji duni, na imeundwa kwa wasambazaji wa uongofu wa moja kwa moja wa RF. Jibu lake la masafa (Kielelezo 2) linaweza kuwekwa kwa kubadilisha majibu yake ya msukumo, na hali isiyo ya kurudi-sifuri (NRZ) hutumiwa kwa pato la kwanza la bendi ya Nyquist. Njia ya RF inazingatia nguvu ya pato la bendi ya pili na ya tatu ya Nyquist. Njia ya kurudi-sifuri (RZ) hutoa majibu ya gorofa katika bendi nyingi za Nyquist, lakini nguvu ya chini ya pato. Kipengele cha kipekee cha MAX5879 ni hali ya RFZ. Njia ya RFZ ni hali ya masafa ya redio "kujaza", kwa hivyo kiwango cha sampuli ya kuingiza DAC ni nusu ya njia zingine. Njia hii ni muhimu sana kwa usanidi wa ishara na kipimo data cha chini na inaweza kutoa ishara za masafa ya juu katika bendi ya utaratibu wa juu wa Nyquist. Kwa hivyo MAX5879 DAC inaweza kutumika kutengenezea wabebaji waliodhibitiwa ambao huzidi kiwango cha sampuli, imepunguzwa tu na kipimo cha kipimo cha analogi cha 2 + GHz.
Kielelezo 2. Sifa za majibu ya masafa ya MAX5879 DAC. Jaribio la utendaji wa MAX5879 linaonyesha kuwa upotovu wa kati ya moduli ya 4-carrier wa ishara ya GSM ni kubwa kuliko 74dB kwa 940MHz (Kielelezo 3); kwa 2.1GHz, uwiano wa nguvu wa uvujaji wa kituo (ACLR) wa 4-carrier wa ishara ya WCDMA ni 67dB (Kielelezo 4); saa 2.6GHz, ACLR ya 2-carrier LTE ni 65dB (Kielelezo 5). DAC na utendaji huu inaweza kusaidia usanisi wa moja kwa moja wa dijiti ya ishara anuwai za moduli za dijiti katika bendi ya masafa ya Nyquist, na inaweza kutumika kama vifaa vya kawaida kwa vipitishaji vya kituo cha msingi cha waya zisizo na waya.
Kielelezo 3. MAX5879 4-carrier mtihani wa utendaji wa GSM, 940MHz na 2.3Gsps (bendi ya kwanza ya Nyquist).
Kielelezo 4. MAX5879 4-carrier mtihani wa utendaji wa WCDMA, 2140MHz na 2.3Gsps (bendi ya pili ya Nyquist).
Kielelezo 5. Jaribio la utendaji wa MAX5879 2-carrier LTE, 2650MHz na 2.3Gsps (bendi ya tatu ya Nyquist).
Maombi ya transmitter ya uongofu ya moja kwa moja ya RF
MAX5879 DAC pia inaweza kupitisha wabebaji anuwai katika bendi ya Nyquist wakati huo huo. Kazi hii kwa sasa inatumiwa kwenye kiunga cha usambazaji wa chini wa runinga ya kebo kutuma ishara nyingi zilizopangwa za QAM katika bendi ya masafa ya 50MHz hadi 1000MHz. Kwa programu tumizi hii, wiani wa wabebaji anayeungwa mkono na transmitter ya uongofu ya moja kwa moja ya RF ni mara 20-30 kuliko ile ya usanifu mwingine wa maambukizi. Kwa kuongezea, kwa sababu transmita moja ya moja kwa moja ya ubadilishaji wa RF hubadilisha vipitishaji vingi visivyo na waya, matumizi ya nguvu na eneo la mwisho wa mbele wa Runinga hupunguzwa sana.
Vipeperushi vya uongofu vya moja kwa moja vya RF kulingana na MAX5879 vinaweza kutumika kwa matumizi ya broadband na matumizi ya hali ya juu. Kwa mfano, na kuongezeka kwa umaarufu wa simu janja na kompyuta kibao, vituo vya msingi vya waya vitahitaji bendi pana ya masafa. Hakuna shaka kwamba wasambazaji wa sasa wanaounga mkono vifaa kama hivyo watabadilishwa polepole na wasambazaji wa uongofu wa moja kwa moja wa RF kulingana na utendaji wa juu wa RF DACs (kama MAX5879).
kujumlisha
Transmitter ya makao ya RF DAC ina bandwidth ya usambazaji mbali zaidi ya usanifu wa jadi bila kupoteza utendaji mzuri. Inaweza kutekelezwa kwa kutumia FPGA au ASIC, ikiondoa hitaji la moduli za analog quadrature na synthesizers za LO, na hivyo kuboresha uaminifu wa watumaji wasio na waya Jinsia. Mpango huu pia hupunguza sana idadi ya vifaa, na katika hali nyingi pia hupunguza utumiaji wa nguvu ya mfumo.
bidhaa zetu nyingine:
