fгун= Fср• Kдпкд =( fокг/Kдч) Kдпкд=(10МГц/10) •6000=6ГГц

Если значение Kдпкд увеличить на 1 Kдпкд₁= Kдпкд+1, выходная частота станет равной

fгун₁= Fср• Kдпкд₁ = Fср• (Kдпкд₁ +1)= fгун+Fср=6 ГГц+1 МГц

Видно, что изменение коэффициента деления ДПКД на целое число единиц приводит к изменению частоты выходного сигнала ГУН на величину Fср. Это означает, что частота выходного сигнала синтезатора частоты может принимать только дискретные значения, кратные частоте сравнения (говорят, что на выходе формируется сетка частот с шагом Fср).

Выходной сигнал цифрового синтезатора частоты имеет некоторую паразитную частотную модуляцию, обусловленную наличием в спектре реального фазового детектора спектральных составляющих Fср, 2 Fср и т.д. Наиболее опасной является спектральная составляющая Fср, так как для нее коэффициент передачи ФНЧ больше, чем для составляющих 2 Fср , 3 Fср и т.д. С выхода ФНЧ спектральная составляющая Fср поступает на управляющий вход ГУН, что приводит к частотной модуляции выходного сигнала ГУН синусоидальным напряжением с частотой Fср.

Наличие частотной модуляции приводит к появлению в спектре выходного сигнала ГУН спектральных составляющих (fгун±Fср), что недопустимо, так как частоты (fгун±Fср) отведены для работы других радиопередающих средств. В соответствии с требованиями стандартов, уровень побочных излучений не должен превышать -70дБ…-80дБ, т.е. составлять от мощности ГУН частоты fгун. Для обеспечения такого малого уровня побочных излучений в спектре выходного сигнала ГУН необходимо использовать фазовые детекторы с малым уровнем спектральных составляющих Fср и значительное ослабление, вносимое ФНЧ на частоте Fср.

При этом к полосе пропускания ФНЧ предъявляются противоречивые требования: увеличение полосы пропускания приводит к уменьшению времен перестройки частоты выходного сигнала, но при этом увеличивается значение коэффициента передачи ФНЧ на частоте сравнения, что приводит к увеличению уровня побочных составляющих в спектре выходного сигнала.

Уменьшение коэффициента передачи на частоте Fср может быть обеспечено применением фильтров более высокого порядка. Однако, ФНЧ более высокого порядка, обеспечивая меньшее значение коэффициента передачи на частоте Fср, вносит больший фазовый сдвиг. Максимальный фазовый сдвиг ФНЧ второго порядка составляет 180°, ФНЧ третьего порядка - 270° и т.д. Это приводит к тому, что обратная отрицательная связь, реализуемая в схеме ФАПЧ в области нижних частот, может превратиться в положительную обратную связь и при выполнении условия баланса амплитуд в петле ФАПЧ возникают колебания самовозбуждения. Поэтому применение в цепи обратной связи ФАПЧ ФНЧ второго порядка и более высоких порядков требует анализа устойчивости схемы ФАПЧ.

5. ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СХЕМ СВЧ-Т

В настоящее время существует много фирм, выпускающих микросхемы, работающие в СВЧ диапазоне. Остановимся на микросхемах, выпускаемых фирмой «Hittite»

В соответствии с исходными данными система связи должна обеспечить передачу цифрового сигнала 151 Мбит/с на расстоянии до 21000 м используя формат 64 КАМ.

В качестве МШУ выбран усилитель HMC-ALH444 (1-12 GHz). Выбор усилителя представлен в пункте 3.1 Характеристики МШУ и его функциональная схема отражены в приложении А.

В разделе 3.2 было рассчитано, что усилитель должен иметь значение выходной мощности в линейном режиме работы не менее P1дБ =124 мВт или 20.9 Дбм. В качестве усилителя мощности можно применить микросхему HMC451, имеющего полосу частот равную 5-20 ГГц, и P1дБ =20дБм. Характеристики данного устройства и его функциональная схема приведены в приложении Г.

В качестве синтезатора частот выбран синтезатор частот ADF 4154. Характеристики данного устройства и его функциональная схема, как было указано выше, приведены в приложении Б.

В качестве генератора, управляемого напряжение выбран ГУН HMC431LP4. Характеристики данного устройства и его функциональная схема представлены в приложении В.

6. СОСТАВЛЕНИЕ ПОЛНОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ ЦСП

Полная функциональная схема будет иметь вид, представленный на рисунке 6.1

Рисунок 6.1 - Функциональная схема приемопередатчика СВЧ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения данной работы была построена цифровая система передач для метода модулятора КАМ-64. При построении системы были рассчитаны отношение сигнал-шум 33,15 дБ, при котором будет соблюдаться заданная вероятность ошибки. На основе рассчитанного ОСШ были вычислены основные энергетические характеристики системы, которые позволили подобрать необходимый выходной усилитель мощности передатчика, для обеспечения передачи сигнала на расстояние 21 км. Для построения системы передачи была выбраны микросхемы фирмы Hittite из-за широкой номенклатуры.

Была разработана функциональная схема приема передатчика и рассмотрены спектральные характеристики на выходе различных узлов, приведены основные трудности, возникающие при переносе сигнала в СВЧ область: наличие побочных излучений у передатчика, и возможность приема зеркального канала у приемника. Было рассчитано, что для ослабления зеркального канала необходим фильтр не менее 4 порядка.

Для обеспечения несущей частоты в 6 ГГц была разработана функциональная схема синтезатора и подобраны основные микросхемы для его реализации.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Характеристики малошумящего усилителя HMC-ALH444. Функциональная схема

Функциональная схема МШУ имеет вид:

Рисунок А.1- Функциональная схема МШУ

Рисунок А.2- Параметры выбранного МШУ

Характеристики синтезатора частот ADF4154 Функциональная схема.

Рисунок Б1 -- функциональная схема микросхемы синтезатора частот ADF4154

Рисунок Б2 -- Параметры СЧ ADF4154

Характеристики ГУН HMC431LP4. Функциональная схема

Функциональная схема микросхемы ГУН HMC431LP4 представлена на рисунке В1.

Рисунок В1 -- функциональная схема микросхемы ГУН HMC431LP4

Основные характеристики ГУН представлены на рисунке В2.

Рисунок В2 - Основные характеристики ГУН

Характеристики широкополосного усилителя HMC451. Функциональная схема

Функциональная схема микросхемы умножителя частоты HMC451 представлена на рисунке Г1.

Рисунок Г1 -- Функциональная схема усилителя

Основные характеристики УЧ на микросхеме HMC451 представлены на рисунке Г2

Рисунок Г2 - Основные характеристики усилителя

Размещено на Allbest.ru