Проектирование главного тракта приема УПОРС мобильного аппарата для СПРС

Также он должен быть прямого преобразования, так как была выбрана схема приемника прямого преобразования.

Этим параметрам удовлетворяет INTEGRATED IQ DEMODULATOR TRF371125, производитель Texas Instruments. [5]

Данный демодулятор имеет следующие особенности:

Ø Диапазон частот: от 700 МГц до 4000 МГц;

Ø Запрограммированный коэффициент усиления;

Ø Программируемые на кристалле полосы фильтра;

Ø Hardware and Software Power Down;

Ø Трехпроводной  последовательный интерфейс;

Ø Один источник: 4.5-5.5 В;

Описание:

TRF371125 является высоко линейным и комплексным квадратурным демодулятором прямого преобразования. Он объединяет сбалансированные I и Q смесители, LO буферы и фазы разветвителей для преобразования сигнала ВЧ непосредственно в I и Q полосы. На кристалле запрограммирован коэффициент усиления, который позволяет регулировать уровень выходного сигнала без необходимости использования внешних устройств переменного усиления.  TRF371125 включает программируемые полосы низкочастотных фильтров, что ослабляет находящиеся рядом помехи, поэтому исключается необходимость внешнего полосового фильтра.

Размещенный в 7-мм × 7-мм QFN пакет, TRF371125 дает решение самого маленького и самого интегрированного приемника для высокопроизводительного оборудования. [5]

Применение схемы TRF371125

Функциональная схема TRF371125

Блок-схема демодулятора с прямым преобразованием

     

TRF371125 является центральным компонентом в высокой производительности приемника прямого преобразования с понижением частоты. Устройство является высоко интегрированным демодулятором с прямым преобразованием, что требует минимальных дополнительных устройств для завершения сигнальной цепи. 

На входе требуется малошумящий усилитель (LNA), который должен иметь коэффициент шума 1-2 дБ. Группа ВЧ-фильтров (BPF) выбирается в полосе частот, представляющих интерес для устранения нежелательных сигналов и изображений в полосе, недосягаемой демодулятором. TRF371125  включает в себя понижающее преобразование прямой демодуляции, полосы фильтрации, и модулирующие функции усиления контроля. Внешний синтезатор, например, TRF3761, используется для обеспечения гетеродина LO) источника TRF371125. Дифференциальные выходы TRF3761 непосредственно соединяются с LO входами TRF371125. Квадратурные выходы (I / Q) от TRF371125 непосредственно идут на вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Двойной АЦП, такой, как  ADS62P42, идеально сочетается с дифференциальным I / Q выходами TRF371125.  [5]

5.3.Выбор УРЧ (МШУ)

Согласно техническому заданию УРЧ должен удовлетворять следующим параметрам:

Ø Диапазон рабочих частот – 2125-2170 МГц;

Ø Волновое сопротивление тракта СВЧ ρ₀ = 50 Ом.

Учтем, что для выбранного ранее демодулятора требуется, МШУ с коэффициентом шума 1-2 дБ и напряжение питание 5В. Тогда заданным параметрам будет удовлетворять МШУ с партийным номером WHM2040AE, производитель Wan Tcom. [4]

МШУ WHM2040AE это усилитель, обладающий низким коэффициентом шума, широкополосностью, высокой линейностью и, безусловно, прочной конструкцией. WHM2040AE МШУ является наиболее подходящим для базовых станций сотовой связи, беспроводной передачи данных и т.д.

Основные характеристики:

Параметр	Значение
Сопротивление	50 Ом
MTBF (среднее время между отказами)	600000 часов (68 лет)
LGA пакет	6-контактный
Безусловная стабильность	k>1
Коэффициент шума	1.1 дБ
Выход IP3	26 дБм
Коэффициент усиления	26 дБ
Один источник питания	50мА, +5В
Диапазон частот	1.8-4.0 ГГц
Операционная температура	-40 ~ +85 º
Малый размер	0.30” x 0.30” x 0.060” (7.62 mm x 7.62 mm x 1.52 mm)

Типичные рабочие характеристики:

Блок-сема внутренней цепи:

Блок-схема является внутренней схемой WHM2040AE. Это двухступенчатый усилитель с блоком постоянного тока конденсаторов, имеющий на вхоже и выходе ВЧ порты. Все ВЧ согласующие цепи, цепи смещения постоянного тока и температуры, схемы компенсации являются встроенными. [4]

Типичное применениесхемыдляWHM2040AE:

5.4.Выбор симметрирующего трансформатора (балун)

В связи с тем, что выбранный усилитель имеет несимметричный выход, а демодулятор, к которому он подключается имеет симметричный вход, то нам требуется согласующая цепь. В качестве нее может использоваться балун.

Балун (от англ. balun —balanced-unbalanced)  жаргонное название симметрирующего трансформатора, преобразующего электрический сигнал из симметричного (balanced) в несимметричный (unbalanced) и наоборот.

Широко применяются в радиочастотной и аудиотехнике для согласования разнородных линий связи; антенн с линиями связи; выходных каскадов связной аппаратуры с линиями связи. [7]

При выборе балуна будем руководствоваться следующими параметрами:

Ø Диапазон рабочих частот – 2125-2170 МГц;

Ø Волновое сопротивление тракта СВЧ ρ₀ = 50 Ом.

Данным параметрам удовлетворяет балун  BD1722N5050AHF модели, производитель Anaren. [6]

Особенности:

·  Диапазон частот: 1700-2200 МГц;

·  0,57 мм - высота профиля;

·  50 Ом до 2х25 Ом;

·  Предназначен для использования в GSM, CDMA, WCDMA, UMTS.

Основные характеристики:

Параметры	Температура помещения 25°C			Единица измерения
	Min.	Typ.	Max.
Частота	1700		2200
Сопротивление дисбалансного порта		50		Ом
Сопротивление балансного порта		50		Ом
Обратные потери	12.5	16.3		дБ
Вносимые потери		0.82	1.02	дБ
Баланс амплитуды		0.42	0.79	дБ
Баланс фазы		3.42	6.82	градусов
Максимальная мощность			0.75	Вт

Структура:

Назначение портов:

1-GND/DC Feed+RF GND;

2-Небалансный порт;

3,4-Балансные порты.

7. Заключение

В данном курсовом проекте мною была разработана структурная и принципиальная схемы главного тракта приема УПОРС СПРС, был выполнен подбор современной элементной базы в соответствии с заданными в техническом задании параметрами и системой подвижной радиосвязи IMT-2000/UMTS.

Данный приемник прямого преобразования частоты предназначен  для работы в диапазоне 2125 – 2170 МГц. Основная часть радиоприёмника интегрирована в микросборку TRF371125, использован полосовой фильтр SAFEB2G14AL0F00, производитель Murata, МШУ с партийным номером WHM2040AE, производитель Wan Tcom и балун  BD1722N5050AHF модели, производитель Anaren.

Таким образом, схема прямого преобразования позволяет легко строить