Передатчик системы бесшнуровых телефонов, использующего модуляцию ЧММС или GMSK

Известно, что максимальное по модулю значение мнимой части проводимости кварцевого резонатора вблизи частоты последовательного резонанса равно . Если проводимость , то пластина теряет резонансные свойства и эквивалентна некоторой ёмкости. Чтобы пластина сохраняла резонансные свойства и обеспечивала достаточно высокую стабильность частоты, необходимо выполнение условия , где  называют параметром качества. На практике ограничимся условием , которое и проверяем:

        (2.1.31)

Резонансное сопротивление :

                         (кОм);        (2.1.32)

Зададимся :

                                (пФ);          (2.1.33)

             (Ом);          (2.1.34)

;                                          (2.1.35)

                  (кОм);        (2.1.36)

;                                     (2.1.37)

                      (нФ).          (2.1.38)

Принимаем нФ в соответствии со стандартным рядом емкостей.

                                (нФ).          (2.1.39)

Расчёт цепи смещения

(В);         (2.1.40)

                                                (кОм);        (2.1.41)

       (кОм).        (2.1.42)

Из стандартного ряда выбираем сопротивление  кОм.

Расчёт фильтров питания

                                    (Ом);          (2.1.43)

Из стандартного ряда выбираем сопротивление  Ом. Тогда величину блокировочной ёмкости рассчитаем по формуле:

         (нФ);          (2.1.44)

Принимаем  нФ в соответствии со стандартным рядом емкостей.

          2.2 Выбор микросхемы модулятора и обеспечение её функционирования

Как уже было сказано, для осуществления GMSK-модуляции необходим соответствующий модулятор. Для его синтеза мА используем реально существующие микросхемы. В частности в качестве квадратурного модулятора выберем микросхему TRF3702, производителем которой является компания Texas Instruments. Микросхема TRF3702 – квадратурный модулятор, который предназначен для работы на частотах 1,5…2,5 ГГц.

Рисунок 2.2.1 – Корпус ИС TRF3702

Модулятор спроектирован в виде двойного балансного смесителя (перемножителя). Внутренняя функциональная структура ИС TRF3702 представлена на рисунке 2.2.2. Назначение выводов микросхемы приводится в таблице 2.2.1.

Таблица 2.2.1 – Выводы микросхемы TRF3702

Рисунок 2.2.2 – Функциональная блок-диаграмма микросхемы TRF3702

Синфазный (I) и квадратурный (Q) сигналы поступают на модулятор от цифро-аналогового преобразователя (ЦАП). Каждый сигнал передаётся по двум линиям (сигнальной и опорной) в дифференциальной форме. На информационных входах квадратурного модулятора стоят дифференциальные усилители, они и предназначены для усиления разницы между сигнальной и опорной линиями. Такая схема используется для повышения помехоустойчивости. Схема соединения модулятора и цифро-аналогового преобразователя приведена на рисунке 2.2.3

В нашем случае используется ЦАП DAC5686 того же производителя (Texas Instruments) что и сам модулятор. Микросхема DAC5686 представляет собой двухканальный 16-битный цифро-аналоговый преобразователь. Данная микросхема была специально спроектирована для применения в качестве связующего звена между низкоскоростными устройствами и высокочастотными аналоговыми устройствами. Она получила широкое применение в беспроводных системах связи. В нашем случае микросхема DAC5686 используется для преобразования информации сигнального контроллера в форму приемлемую квадратурным модулятором.

Микросхема DAC5686 показана на рисунке 2.2.4 а назначение её выводов приводится в таблице 2.2.2.

Рисунок 2.2.3 – Схема подачи синфазной и квадратурной составляющих сигнала на модулятор от АЦП

Таблица 2.2.2 – Выводы микросхемы DAC5686

Таблица 2.2.2 (продолжение) – Выводы микросхемы DAC5686

В таблице приводятся выводы которые участвуют в передаче информации от DSP к квадратурному модулятору. Остальные каналы АЦП не описываем, они применяются для управления преобразователем.

Рисунок 2.2.4 – Расположение выводов на корпусе микросхемы DAC5686

Для формирования несущего колебания в схеме передатчика будет использоваться автогенератор, частота которого повышается при помощи синтезатора частот со встроенным генератором, управляемым напряжением (ГУН). Будем использовать в качестве такого синтезатора частот микросхему Analog Devices ADF4360-3. Частота выходного колебания на выходе ADF4360-3 может принимать значения в диапазоне частот 1600…1950МГц. Как видим данная частота вполне подходит для нашего случая. Согласно документации на микросхему, она применяется в беспроводных сетях и таких стандартах передачи информации как GSM, DECT, WCDMA. Микросхема представляет собой полностью интегрированный синтезатор частот и генератор управляемый напряжением. Контроль всех регистров микросхемы осуществляется при помощи простого 3-х проводного интерфейса. Функциональная структура микросхемы  ADF4360-3 представлена на рисунке 2.2.5.

Рисунок 2.2.5 – Функциональная блок-диаграмма ИС ADF4360-3

Микросхема производится в 24-выводном корпусе (Рисунок 2.2.6) назначение выводов которого описано в таблице 2.2.3.

Таблица 2.2.3 – Выводы микросхемы ADF4360-3

Таблица 2.2.3 (продолжение) – Выводы микросхемы ADF4360-3

Рисунок 2.2.6 – Конфигурация выводов ИС ADF4360-3

Обвеска микросхемы ADF4360-3 необходимая для её работы представлена на рисунке 2.2.7. На вывод AV_DD подаётся напряжение питания микросхемы 3…3,6 В, такое же напряжение должно быть подведено к выводу DV_DD, V_VCO микросхемы. Вывод C_C должен быть разделён с общей линией при помощи ёмкости в 10 нФ. Пин C_N соединяется с питанием V_VCO через конденсатор 10мкФ.

С помощью последовательного интерфейса SPI COMPATIBLE SERIAL BUS (3-х проводной шины) осуществляет управление синтезатором частот цифровой сигнальный процессор. Здесь вывод LE используется для получения доступа к 24-х битному регистру микросхемы. Вывод DATA предназначен для последовательной записи информации в регистр, а с помощью CLK осуществляется синхронизация передаваемой информации.

Рисунок 2.2.7 – Схема подключения ИС ADF4360-3

2.3 Расчёт усилителя мощности

В качестве усилителя мощности (УМ) будем использовать схему