Разработка приемника GSM900. Расчет преселектора приемника мобильной станции стандарта GSM

Федеральное агентство связи Российской Федерации

ГОУ ВПО «СибГУТИ»

Кафедра САПР

Расчетно-графическое задание

по дисциплине: «Схемотехнические устройства систем подвижной радиосвязи»

на тему: «Разработка приемника GSM900»

Выполнил:

ст. гр. С-710

Проверил:

Новосибирск – 2011

Оглавление

Расчет структурной схемы.. 2

Расчет преселектора приемника мобильной станции стандарта GSM... 2

Расчет преобразователя частоты. 4

Разработка структурной схемы тракта второй промежуточной частоты. 5

Разработка принципиальной схемы.. 8

Разработка преселектора принципиальной схемы.. 8

Выбор смесителя. 9

Выбор синтезатора. 11

Выбор генераторов управляемых напряжением.. 14

Выбор микроконтроллера управления. 15

Низко потребляющая система оцифровки сигналов ПЧ.. 17

Подключение сигнального процессора. 19

Подключение USB.. 20

Выбор стабилизаторов напряжения. 22

Приложение А Структурная схема.

Приложение Б Принципиальная схема.

Приложение В Спецификация элементов принципиальной схемы.. 25

Приложение Г Список используемых источников. 29

Расчет структурной схемы

Расчет преселектора приемника мобильной станции стандарта GSM

Основная задача преселектора супергетеродинного приемника – обеспечить необходимую фильтрацию зеркального канала и обеспечить необходимый уровень сигнала на входе смесителя.

Исходные данные:

- Диапазон частот приемника мобильной станции (МС) стандарта GSM: 935-960 МГц.

-Заданные стандартом уровни радиосигнала на входе антенны: min -104 dBm, max 0 dBm.

-Требуемое подавление зеркального канала ….

Выделим  элементы преселектора на схеме супергетеродинного приемника:

При проектировании схемы хотелось бы обойтись готовыми микросхемами фильтра и усилителя, предлагаемыми современными производителями. Это может обеспечить максимальную компактность и технологичность нашего устройства с приемлемой ценой.

Полосовой фильтр осуществляет основную фильтрацию диапазона частот 935-960 МГц. Хорошими характеристиками обладает фильтр B9405 фирмы Murata, но  необходимый уровень подавления зеркального канала в 60 dB одним фильтром обеспечить не удается. Выходом будет поставить два фильтра, разделив малошумящим  усилителем , чтобы не потерять мощность полезного сигнала. Параметры выбранного фильтра:

-Входное сопротивление 50 Ом

-Выходное сопротивление 100 Ом

-Вносимое ослабление в полосе пропускания -3 dB

-Ослабление в полосе непропускания -30 dB

К усилителю преселектора предъявляются жесткие требования по уровню шума, он не должен превышать порогового значения, при котором еще возможна безошибочная демодуляция принятого сигнала. В это же время усилитель должен обеспечивать необходимый уровень сигнала на входе смесителя. Наилучшие значения по уровню шума среди найденных микросхем обеспечивает микросхема ADL552ACPZ-R7 – 0,8 dB. При этом микросхема обладает коэффициентом усиления +20 dB, и имеет уровень IP3 +14 dB.

Расчет по уровню интермодуляционных искажений:

Требования по подавлению интермодуляционных помех  для GSM не менее 60 dB. Т.к. динамический диапазон уровня входного сигнала большой (от 0 до 104 dBm), то необходимо предусмотреть возможность обхода усилителя для сохранения возможности демодуляции принятого сигнала .C учетом запаса в 60 dB уровень сигнала на входе усилителя не должен превышать: 14-30=-16 dB (из расчета 1dB на вх.=2dB на вых.) .Для этого будем применять цифровой ключ, управляемый сигнальным процессором и имеющий приемлемую частотную характеристику  - ADG936R. Частотная характеристика данного ключа – ослабление сигнала на 1,6 dB на частоте 1 ГГц – как раз то что нам нужно. Решение, включать ключ или нет будет принимать микроконтроллер. Просчитаем по уровням мощности цепь вход_фильтра – вход_УПЧ – входФильтра – вход_смесителя  для min и цепь вход_фильтра – вход_ключа – входФильтра – вход_смесителя max значений мощности в антенне для GSM:

min: -104 dBm,-107 dBm,- dBm 87,-90 dBm.

max: 0 dBm,-3 dBm,-4 dBm,-7 dBm.

Максимальное и минимальное значения лежат в рабочем диапазоне для смесителя.

 

Выход первого фильтра со входом усилителя и вход второго с выходом усилителя согласуем с помощью трансформаторной связи. В данной работе расчет согласующих трансформаторов не производится.

Расчет преобразователя частоты.

Задача преобразователя состоит в переносе частоты принимаемого с антенны сигнала (935-960 МГц стандарт GSM)  на более низкую промежуточную частоту (ПЧ). Это осуществляется смесителем путем перемножения сигнала с антенны