Разработка передатчика американского стандарта беспроводных телефонов PWT, страница 4

По сравнению со спектральной плотностью мощности QPSK-сигнала получен несколько более узкий спектр, что и следовало ожидать при использовании пятиуровневой комплексной огибающей вместо двухуровневой. Увеличение числа уровней комплексной огибающей позволяет несколько снизить и сопутствующую амплитудную модуляцию, так как максимально возможное расстояние между фазовыми состояниями для сигнала QPSK равно ±π, а для сигнала π/4 DQPSK оно равно ±3π/4. Величина сопутствующей AM для сигнала π/4 DQPSK менее 75 %, что существенно меньше, чем для сигнала с модуляцией QPSK при том же самом сглаживающем фильтре (98 %). [1]


4.  Расчёт автогенератора

Задачей автогенератора является формирование высокостабильного колебания, которое подаётся на синтезатор частот.

Исходные данные для расчёта:

Частота кварца – 13,6 МГц

Добротность кварца – 106

Мощность – 0,1мВт.

Для расчёта выбираем схему автогенератора с кварцевым резонатором между эмиттерами изображённую на рисунке 4. [2]

Рисунок 4

Выбираем транзисторы MMBT3904 со следующими параметрами [6]:

Fгр = 300 МГц;

h21 = 70;

Pmax = 350 мВт

Рекомендуемый ток коллекторов 0,5 мА. Отсюда находим напряжение на базе транзисторов:

В

Находим сопротивление делителя, принимая ток делителя равным 0,07 мА:

Номиналы остальных элементов берём рекомендованные в литературе [2].

C1 = 0,01 мкФ;

C2 = 0,1 мкФ.

Амплитуда выходного напряжения Uвых = 0,5 В.

Кварцевый автогенератор обладает высокой стабильностью частоты, а выбранная схемотехника также позволяет значительно стабилизировать частоту при изменении температуры, напряжения питания и других дестабилизирующих факторов. Это особенно важно при использовании в мобильной технике.


5.  Синтезатор частот

Колебание с автогенератора поступает на синтезатор частот ADF4360-2, который позволяет получить на выходе колебание с частотой 1913 МГц. ADF4360-2 – синтезатор с импульсно-фазовой автоподстройкой частоты. Принцип его работы представлен на рисунке 5.

Рисунок 5 – ОГ – опорный генератор, ДФКД – преддедитель, ИФД – импульсно-фазовый детектор, ГУН – генератор управляемый напряжением, ДПКД – постделитель, ЦП – центральный процессор.

Частота с опорного генератора делиться ДФКД до значения f0. Частота с ГУН делиться ДПКД и поступает на ИФД. Таким образом получается петля ФАПЧ. Коэффициенты деления ДФКД и ДПКД задаются центральным процессором. Для ADF4360-2 ДФКД – это 14-ти разрядный счётчик, а ДПКД – 5-ти разрядный счётчик и 13-ти разрядный счетчик с настраиваемым предделителем с коэффициентами 8/9, 16/17, 32/33. Это позволяет настраивать частоту в широких пределах с малым шагом.

Параметры синтезатора частот ADF4112:

Напряжение питания                    3.0 – 3.3 В;

Входная частота                           5 – 104 МГц;

Входная чувствительность          0,7 – Uпит В;

Выходная частота              1850 – 2170 МГц;

Выходная мощность                    -13 – -3  дБм (программируемая).

Структурная схема синтезатора ADF4360-2  представлена на рисунке 6.

Рисунок 6 – Структурная схема синтезатора частот

Применяем схему включения, рекомендованную производителем [5] (рисунок 7).

Рисунок 7 – принципиальная схема включения синтезатора ADF4360-2

Сигнал высокой частоты подается непосредственно на модулятор.


6.  Модулятор

Модулятор π/4 DQPSK состоит из двух интегральных схем: квадратурного модулятора AD8341 и формирователя квадратурных сигналов AD7011. Структурная схема формирователя квадратурных сигналов представлена на рисунке 8. Данная ИС преобразует входную цифровую последовательность в аналоговые управляющие сигналы I и Q каналов.

Рисунок 8

Параметры AD7011:

·  напряжение питания +5В;

·  выходное дифференциальное напряжение 2 В.

·  рабочая частота                  до 230 МГц

Принцип работы модулятора AD7011 следующий: цифровая данные поступают по последовательному интерфейсу (Tx DATA, Tx CLK), затем последовательный интерфейс преобразуется в параллельный двухбитный. В соответствии с полученным дибитом формируются дифференциальные управляющие сигналы. Схема содержит два 10-битных ЦАП с формирующими фильтрами, источник опорного напряжения и схему калибровки. Это позволяет практически исключить элементы внешней обвязки [3].