修改并发双波段无线电接收机架构

m·h·阿里¹和a·乌斯曼²

高级讲师(Ph值。D)物理系,P.M.B.3011 Bayero大学。尼日利亚卡诺
PG(电子)物理系学生,P.M.B.3011 Bayero大学。尼日利亚卡诺

文摘

通道连接信息来源和接收器是所有通信系统的基本模块之一。尘埃粒子在空间的大小,雪和雨滴的已知影响通信由于其衍射和散射效应。并发双波段无线电接收机架构可以在900 mhz和1800 mhz。发现架构是可行的和额外的低功耗的优点,光和小的芯片面积。这个结果意味着,信道条件的问题,如果采用这种架构可以减少传输和招待会点。

关键字

并发性、双重带通滤波器,双带放大器,双检测、倍频器

介绍

常见的无线电发射和接受活动是通过在单载波频率调制。当通信信道随尘埃颗粒的存在,雨滴或雪的散射和衍射能力这些微小的质量,导致不利影响的顺利传播这些无线载波,从而破坏交流活动。

解决这种效应可以实现,通过增加信号强度的无线电信号或通过改变载波频率直接链接到这些影响,因为它们是波长的依赖。后者更经济和技术上可行的解决方案。年代和哈,它是由吴B方,k和Ryynanen, J。

在这项工作中,我们希望呈现一个架构,提供并发性的双重传输和接收上述调制载波,额外修改之前的工作检测部分。

今天的大多数无线接收器使用这些通用架构:外差,零差,低若和imagerejection接收器,如最初提议的d·k·韦弗。同样,所有这些架构用于各种应用程序的多波段接收机。

直接变频接收机是那么复杂的设计,减少了电路块的数量,数量的阶段;提供一个宽调谐范围和高选择性。然而有一些缺陷如并行两个高频转换阶段,本地振荡器信号天线可能会导致泄漏。一般降低电路复杂度降低性能;图像在此体系结构的问题时形成噪声或干扰的大小不对以上信号的大小。

这个问题直接转换的图像使用超外差式收音机是可以克服的。这是传统的无线电接收机用于无线通信的架构。机前的解决方案是将一个过滤器去除图像。需要一个非常高品质的带通滤波器,提供所需的性能。达到良好的选择性down-converting接收到的射频信号的多个步骤。在多波段外差式无线电体系结构中,将会有更高的功耗,和更高的系统总成本,翻译。结束时,接收到的信号信息,高质量的,但通常是弱的。

解决弱信号的问题超级外差式架构,[18]提出平行双检测。最终的输出添加时,信号。此体系结构增加了奇怪的信号。韦弗的解决方案是局限于已经接收到无线电信号。如果信号在信道到达接收方之前,韦弗的解决方案是无效的。[17]提出一个发射和接受的修改要在两个不同的频率。

功耗的问题上面的建筑被认为是由[6],并带领他们用双波段低噪声放大器电路使用单宽带放大器和双两个载波频率的带通滤波器。但是这个架构需要两个本地振荡器检测f₁和f₂。

在这个工作我们提议使用一个罗与倍频器,而不是在Hossein双振子。H和Hajimiri,。

并发双波段无线电接收机

[6],两个截然不同的振荡器。在这项工作中,我们打算使用一个振荡器和倍压器在检测电路。这可能降低成本最终的电路。拟议的架构如图1所示。

电路块包含一个天线,接收调制信号在不同频率相同的信息。调制信号通过双band-band通滤波器(带通滤波器),选择所需的频率f₁和f₂并拒绝或阻止不受欢迎的。这些信号被放大了一个宽带放大器将在f₁和f₂同时。最后一个阶段是双重检测,调制频率f₁与载波频率混合FC1 LO生产中频(如果₁)。f的信号₁从罗翻了一倍乘数,混合调制频率f₂生产中频(如果₂)。这三个电路的设计;双带通滤波器、放大器和下面提出了倍频器。

滤波器的设计

滤波器的设计架构用于这项工作是[13],遵循切比雪夫提出的配置。它是简单的,并使用相同的导体的优势在整个过滤部分在其优秀的设计灵活性和高性能。

双重乐队过滤器,架构[12]和[1]提出的修改[11]使用的体系结构双重带通滤波器是通过窄带顶级过滤器插入创建双波段宽带滤波器特性。图2中给出。

上图显示了三个阶段的两个单带过滤器,选择f₁和f₂并行连接,从左边输入和输出电路的右侧。

设计这种滤波器,它需要中心频率(f0),带宽(BW)滤波器通波纹(rp),输入和输出阻抗(子和佐薇),数量的阶段(ns)和并联电感值(L)。使用这些参数时,电容和Q因子值计算。

中心频率、带宽(900 mhz和1800 mhz) (Hz) BW = 25兆赫(9M带)通带波纹= 1 dB[16]电感L = 0.1 nh

(1)

双重带通滤波器设计

最近研究双频带通滤波器的设计提出了[1]。设计双频带通滤波器的最简单的方法之一是通过连接两个不同的通带带通滤波器并行获取双频的特点。另一种方法是插入一个窄带带阻滤波器到宽带带通滤波器来创建双频特性。[11]。因为是用两种不同的过滤器,这些双频带通滤波器的尺寸比较大。

输出和输入阻抗连接在系列

Rp = 211.6Ω阻抗Z = 50Ω

因此f单带带通滤波器₁f₂设计上可以形成一个双重带带通滤波器的两个信号并行连接两个单人乐队。上面的图3显示了双重带带通滤波器的线路图。

双波段放大器

在传统的双频放大器,其中一个的单波段放大器选择[14][5],或两个singleband放大器设计使用两个单独的谐振负载并行工作,导致高实施成本由于大芯片区域[17]。前者的方法是非并发,而后者消耗功率的两倍。宽带放大器,强劲的阻滞剂放大所需的频段和极大地降低接收机灵敏度。在这个工作中,并发多波段放大器作为一种替代方法来缓解这些问题,提出了使用双极结晶体管(是)宽带业务。

双重带放大器的实现是通过使用一个波段放大器和调优其通带内,所需的两个频率f₁和f₂。

放大器的设计

上图显示了并发性的主要功能。一个放大器基于晶体管,锗硅NPN型射频输入功率:C双极型晶体管BFR740L3RH,与常见的配置。包含输入和输出阻抗,串联谐振电路和并联共振输出,而转向放大f₁和f₂在输出

电路设计开始于数据表。[10]硅配置

电容器选择参照低频率f₁阻抗,这样任何频率高于f₁较低的阻抗将会被放大。

串联谐振电路

激活操作的水晶系列共振模式,它可以连接为一系列元素的反馈路径。串联谐振频率的晶体,其阻抗最小和最大数量的积极反馈。以系列共振频率f₁电感l1 = 10 nh(假设)

(18)

并联谐振电路

由于晶体的并联谐振阻抗是一个最大的分流。在并联共振操作频率,出现晶体最大的感抗值。

以并联共振频率f₂电感L1 = 10 nh

(19)

输出阻抗必须远大于下一阶段的输入阻抗,认为Z = 50Ω

(20)

放大器设计分析

这方面表示,通用放大器增益的放大器分析传递函数。给出了等效电路模型如下图;

上图显示了图4使用混合π的等效电路模型。此图用于确定一个放大器的传递函数通过使用nodel分析。

在哪里

Vi是输入电压,签证官是输出电压,V”节点,Zb是输入阻抗发生共振₁,Zπ阻抗rπCπ,

Z_信用证是输出电阻产生共鸣的同时系列(f₁)和并联谐振器(f₂)通用晶体管的跨导(见数据表),磅是电感器,Cb是电容器;Cμ电容器在高频视察,Lπ调谐电感,Xlb, Xcb和Xπ阻抗在磅,分别cb和Cπ。L1and C1电感器和电容器串联谐振器。l₂和C₂电感器和电容器并联谐振器吗

放大器的传递函数是由休闲地表达,

双重检测

在这种情况下一个振荡器用于生成900 mhz的载波信号。一个有趣的效果,结果选择单一LO频率带内泄漏的天线。如果fLO1 = 900 mhz混合fLO2 = 1800 mhz, 900兆赫和1.8 ghz的组件都是在接收机输出,生成fLO2生成使用倍频器电路。在乘法器的输出一个单级过滤设计,过滤1800 mhz。这将有助于进一步平滑翻倍的输出。。下面的图6显示了倍频电路。

在上面的全波整流电路用于给定频率的两倍,与射频集中带变压器和BAT54C肖特基二极管[15]。

肖特基二极管二极管拥有两个独特特性比一个普通的pn结二极管。它是单极设备因为它具有与多数载流子电子的结。一个普通的pn结二极管是一个双极装置,因为它既有电子和孔多数航空公司。因为没有漏洞可在金属,耗尽层或存储担心。因此,肖特基二极管可以关掉的速度比双二极管。因为这些品质,肖特基二极管可以很容易地改变信号的频率超过300 mhz。[15]

倍频也可以使用桥式整流电容器和一个普通的二极管,但上述方法更好。电阻(kΩ)使用的输出来获得大的电压降。在接收端,同样的信息可以得到在不同频率。

结果

下面获得双重Band-band通滤波器的输出;

该模型模拟使用正弦输入信号。当f 1的双信号中心频率900 mhz和1800 mhz,信号将通过双band-band通滤波器(瘘)来选择所需的频率和阻止他人。

这两个过滤器是安排在平行于获得双重带特征在图7中可以看到。

放大器的传递函数的频率,进一步简化了支柱用于绘制图峰值在900 mhz和1800 mhz。通过将电感Lπ。下面的图9显示了传递函数曲线。

上图显示了传递函数曲线。峰值在900 mhz和1800 mhz。这意味着在所有波兰人;它只放大所需的频率使用LC谐振电路的输出放大器。

上面的图显示的大小倍频900 mhz 1.8 g。

结论

我们能够证明更换两个振荡器和一个可行的检测部分Hajimiri架构。发现架构是可行的和额外的低功耗的优点,光和小的芯片面积。这个结果意味着,信道条件的问题,如果采用这种架构可以减少传输和招待会点。

数据乍一看


图1	图2	图3	图4	图5

图6	图7	图8	图9

引用

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