Разработка передатчика американского стандарта беспроводных телефонов PWT

Введение

В современном обществе радиосвязь и особенно мобильная радиосвязь неразрывно связаны с жизнью человека. Всего за 5 последних лет мобильная радиосвязь перешла из ряда специальной, связи для экстренных служб в личную. Сейчас уже редкость встретить человека без мобильного телефона. К тому же современный мобильный телефон – это не только средство голосовой связи, это уже и видеосвязь, и способ выхода в интернет на приемлемой скорости, и возможность управления своим банковским счётом. Домашние проводные телефоны всё же не уходят со сцены, но и ним приходят беспроводные технологии. Домашний телефон с одной или несколькими радиотрубками – это уже норма нашей жизни.

Столь обильное использование радиосвязи требует наличия строгих и общепризнанных стандартов. В настоящий момент существуют различные стандарты мобильной цифровой радиосвязи: GSM, CDMA2000, WCDMA, DECT, PWT и д.р. Каждый из стандартов имеет свои преимущества и недостатки, и свою область применения.

В данной курсовой работе будет разработан передатчик американского стандарта беспроводных телефонов PWT.

1.  Выбор, обоснование технических требований и структурной схемы передатчика

В курсовой работе необходимо разработать радиопередатчик мобильной связи стандарта PWT. Характеристика сигналов подлежащих передаче определяются стандартом PWT. Требуемый максимальный уровень мощности задается техническим заданием. Специфика мобильного устройства обуславливает выбор в качестве источника питания источник с небольшим напряжением (+5В). Так как стандарт накладывает значительные требования к значению нестабильности частоты в качестве задающего генератора должен быть выбран качественный кварцевый автогенератор. Желательно обеспечить высокую надёжность работы передатчика и оценку хорошо или отлично за курсовую работу. Высокая надёжность может быть обеспечена при использовании минимального количества дискретных полупроводниковых приборов и разъёмных электрических соединений, и большего использование специальных интегральных схем (что также снизит себестоимость изделия). В качестве активных усилительных элементов на данных частотах и мощностях во всех каскадах будут использоваться транзисторы. Так как не задан тип антенны то, зададимся входным сопротивлением антенны 50 Ом.

Задача составления структурной схемы состоит в том, что бы определить рациональное число каскадов, обеспечивающих выполнение заданных технических требований к передатчику при минимальных финансовых затратах на его изготовление и достаточно высоком КПД.

При составлении и расчете структурной схемы передатчика исходят из его назначения, условий работы и следующих основных параметров: выходной мощности Pвых, подводимой к антенне; диапазона рабочих частот Fmin-Fmax; стабильности частоты; вида модуляции и характеристик модулирующего сигнала.

Составление структурной схемы передатчика является ориентировочной процедурой, так как она производится на основе использования усредненного коэффициента усиления по мощности Кр, представляющего собой отношения номинальных (паспортных) мощностей электрических приборов в двух соседних каскадах. Задача составления структурной схемы состоит в том, чтобы определить рациональное число каскадов ВЧ между возбудителем и выходом передатчика, обеспечивающее выполнение заданных технических требований к передатчику при минимальных затратах средств на его изготовление и достаточно высоком КПД. Если рабочая частота передатчика лежит в некотором диапазоне частот, то построение возбудителя усложняется. При большом числе частот возбудитель представляет собой цифровой синтезатор частот, в состав которого входят кварцевый автогенератор, называемый опорным, делитель с переменным коэффициентом деления и система ФАПЧ.

В нашем случае необходимо, чтобы на модулятор поступал сигнал с частотой 1913 МГц. Кварц, входящий в состав автогенератора может формировать колебания частотой 13,6 МГц. Поэтому, после автогенератора необходимо установить синтезатор частот, который посредством умножителей частоты, доведет частоту, подаваемую на модулятор до нужного значения 1913 МГц.  

Используя вышесказанное, можно составить структурную схему цифрового передатчика изображенную на рисунке  1.

Рисунок 1 –  Структурная схема передатчика

Описание структурной схемы.

Аналоговый сигнал после усиления поступает на АЦП, где преобразуется в цифровой код. Далее под управлением центрального процессора цифровая информация сжимается и кодируется. Закодированная информация поступает на модулятор.

Модулятор сигнала π/4 DQPSK представляет собой квадратурный модулятор управляемый специальной схемой, осуществляющей преобразование последовательного кода в квадратурные сигналы π/4 DQPSK модуляции. Модулируемое колебание подаётся на модулятор с синтезатора частот, который повышает частоту кварцевого генератора до нужного значения, устанавливаемую центральным процессором. Кварцевый генератор позволяет получить высокую стабильность частоты.

Далее модулированное колебание усиливается до требуемой мощности УМ и поступает на антенну.

В данной работе будут рассмотрены только блоки: генератора, синтезатора частот, модулятора и усилителя мощности.

2.  Основные принципы функционирования PWT систем