По неколку години развој, радио предавателите постепено преминуваа од едноставна IF преносна архитектура во квадратура IF предаватели и нула IF предаватели. Сепак, овие архитектури сè уште имаат ограничувања. Најновиот предавател на директна конверзија RF може да ги надмине ограничувањата на традиционалните предаватели. Оваа статија ги споредува карактеристиките на различните архитектури за пренос во безжичните комуникации. Преносникот за директна конверзија RF користи дигитален-аналоген конвертер (DAC) со високи перформанси, што има очигледни предности во однос на традиционалните технологии. RF предавателот за директна конверзија има и свои предизвици, но го отвора патот за реализација на вистинска софтверска архитектура за радио-пренос.
RF DAC, како што е 14-битниот 2.3Gsps MAX5879, е клучното коло на архитектурата за директна конверзија на RF. Овој DAC може да обезбеди одлични лажни перформанси и бучава во опсег од 1GHz. Уредот прифаќа иновативен дизајн во втората и третата Nyquist опсег, поддржува пренос на сигнал и може да синтетизира радиофреквентни сигнали со излезна фреквенција до 3GHz. Резултатите од мерењето ги потврдуваат перформансите на DAC.
Традиционална архитектура на RF предаватели
Во текот на изминатите неколку децении, традиционалната предавателска архитектура се користеше за да се постигне суперхеродеодин дизајн, користејќи локален осцилатор (LO) и миксер за да се генерира средна фреквенција (IF). Миксерот обично генерира две фреквенции на слики (наречени странични ленти) близу до LO и добива корисен сигнал со филтрирање на една од страничните ленти. Современите безжични системи за пренос, особено предавателите на базната станица (BTS), претежно извршуваат I и Q квадратна модулација на сигналите за дигитална модулација на основната лента.
0Традиционална архитектура на RF предавател
Во текот на изминатите неколку децении, традиционалната предавателска архитектура се користеше за да се постигне суперхеродеодин дизајн, користејќи локален осцилатор (LO) и миксер за да се генерира средна фреквенција (IF). Миксерот обично генерира две фреквенции на слики (наречени странични ленти) близу до LO и добива корисен сигнал со филтрирање на една од страничните ленти. Современите безжични системи за пренос, особено предавателите на базната станица (BTS), претежно извршуваат I и Q квадратна модулација на сигналите за дигитална модулација на основната лента.
Слика 1. Архитектура на безжичен предавател.
Квадратура АКО предавател
Комплексниот дигитален сигнал на основната лента има две патеки во основната лента: I и Q. Предноста на користењето на две патеки на сигналот е тоа што кога се користи аналоген модулатор на квадратура (МО) за да се синтетизираат два сложени IF сигнали, се елиминира една од страничните ленти IF. Сепак, поради асиметријата на I и Q каналите, фреквенцијата на сликата на модулаторот нема да биде совршено неутрализирана. Оваа квадратура АКО е прикажана на слика 1 (Б). На сликата, дигитален модулатор на квадратура и НО нумерички контролиран осцилатор (НКО) се користат за интерполација на сигналите на основната лента I и Q (коефициент R) и нивно модулирање на позитивен Предадете го носачот IF. Потоа, двојниот DAC ги претвора дигиталните носачи I и Q IF во аналогни сигнали и ги испраќа до модулаторот. Со цел дополнително да се зголеми сузбивањето на бескорисните странични ленти, системот исто така користи филтер за пропусен опсег (BPF).
Нула-IF предавател
Во предавателот на нула средна фреквенција (ZIF) прикажан на слика 1 (А), сигналот за основна лента е интерполиран за да ги исполни барањата за филтрирање; тогаш се испраќа до ДАЦ. Аналогниот излез на квадратурата на DAC исто така се испраќа до аналогниот модулатор на квадратура на основната лента. Бидејќи целиот модулиран сигнал се претвора во RF-носач на фреквенцијата LO, архитектурата ZIF навистина го истакнува „шармот“ на мешање на квадратурата. Сепак, имајќи предвид дека патеките I и Q не се идеални патеки, како што се истекување на LO и асиметрија, ќе се генерираат слики со превртен сигнал (лоцирани во рамките на опсегот на пренесениот сигнал), што резултира во грешки на сигналот. Во предавател со повеќе носачи, сигналот на сликата може да биде близу до носачот, предизвикувајќи лажно зрачење во опсегот. Безжичните предаватели често користат комплексно дигитално предистортирање за да надоместат за такви дефекти.
Во RF предавателот за директна конверзија прикажан на слика 1 (Д), се користи квадратна демодулаторна дигитална област, а LO се заменува со подофицер, така што се добива скоро совршена симетрија во I и Q каналите, и има во основа нема истекување на LO. Затоа, излезот на дигиталниот модулатор е дигитален носач на RF, кој се испраќа до ултрабрзиот DAC. Бидејќи излезот DAC е дискретен сигнал за време, се создава алијасирана фреквенција на слика еднаква на фреквенцијата на часовникот DAC (CLK). BPF го филтрира излезот DAC, го избира носачот RF и го испраќа до засилувачот на променлива добивка (VGA).
Преносник со голема IF
RF предавателите за директна конверзија исто така можат да го користат овој метод за да генерираат дигитални носачи со поголема средна фреквенција, како што е прикажано на слика 1 (C). Тука, DAC ја претвора дигиталната средна фреквенција во аналоген носач на средна фреквенција. По DAC, користете ја карактеристиката за избор на фреквенција на филтерот за пропусен опсег за да ја филтрирате фреквенцијата на сликата на средната фреквенција. Потоа, потребниот сигнал за средна фреквенција се испраќа до миксерот за да генерира две странични ленти каде што IF сигналот се меша со LO и се филтрира со друг филтер за пропусен опсег за да се добие потребната RF странична лента.
Очигледно, архитектурата за директна конверзија на РФ бара минимални активни компоненти. Бидејќи FPGA или ASIC со дигитален модулатор на квадратура и NCO се користат за замена на аналогниот модулатор на квадратура и LO, архитектурата за директна фреквенција на конверзија на RF ја избегнува грешката во нерамнотежата на I и Q каналите и истекувањето на LO. Покрај тоа, бидејќи стапката на земање примероци на DAC е многу висока, полесно е да се синтетизираат широкопојасните сигнали, додека се осигура дека се исполнети барањата за филтрирање.
DAC со високи перформанси е клучна компонента за архитектурата на директна конверзија на RF за замена на традиционалниот безжичен предавател. DAC треба да генерира носач на радиофреквенција до 2GHz или повисок, а динамичката изведба мора да достигне основна лента или перформанси на средна фреквенција обезбедени од други архитектури. MAX5879 е толку DAC со високи перформанси.
Користење на MAX5879 DAC за реализирање на предавател за директна конверзија на RF
MAX5879 е 14-битен, 2.3Gsps RF DAC со излезен опсег поголем од 2GHz, ултра-низок шум и ниски лажни перформанси и е дизајниран за RF предаватели на директна конверзија. Неговиот одзив на фреквенција (слика 2) може да се постави со промена на неговиот импулсен одговор, а режимот за неповраќање на нула (NRZ) се користи за првиот излез на опсегот на Nyquist. Режимот RF се фокусира на излезната моќност на втората и третата група Nyquist. Режимот враќање на нула (RZ) обезбедува рамен одговор во повеќе опсези на Nyquist, но помала излезна моќност. Уникатната карактеристика на MAX5879 е режимот RFZ. Режимот RFZ е режим на радиофреквенција "нула пополнување", така што стапката на земање примероци од влез DAC е половина од другите режими. Овој режим е многу корисен за синтетизирање на сигнали со помал ширина на опсег и може да емитува сигнали со висока фреквенција во опсегот Nyquist од висок ред. Значи, MAX5879 DAC може да се користи за синтетизирање на модулирани носачи кои ја надминуваат неговата брзина на земање примероци, ограничено само од шириниот опсег на аналоген излез од 2 + GHz.
Слика 2. Карактеристики на избор на одговор на фреквенцијата на MAX5879 DAC. Тестот за изведба MAX5879 покажува дека интермодулациското нарушување на 4-носачкиот GSM сигнал е поголемо од 74dB на 940MHz (Слика 3); на 2.1 GHz, односот на моќност на истекување на соседниот канал (ACLR) на 4-носачкиот WCDMA сигнал е 67dB (Слика 4); на 2.6 GHz, ACLR на 2-носачи LTE е 65dB (Слика 5). DAC со оваа изведба може да поддржува директна дигитална синтеза на разни сигнали за дигитална модулација во фреквенцискиот опсег со повеќе никисти, и може да се користи како заеднички хардвер за мулти-стандардни, повеќе-опсежни безжични предаватели на основната станица.
Слика 3. Тест за изведба на GSM со 5879 носачи на MAX4, 940MHz и 2.3Gsps (прв опсег на Nyquist).
Слика 4. Тест за изведба на MAX5879 со 4 носачи WCDMA, 2140MHz и 2.3Gsps (втор опсег на Nyquist).
Слика 5. MAX5879 тест за изведба на LTE со 2 носачи, 2650MHz и 2.3Gsps (трета опсег на Nyquist).
Апликација за предавател на директна конверзија RF
MAX5879 DAC исто така може да пренесува повеќе носачи во опсегот Nyquist истовремено. Оваа функција во моментов се користи во преносната врска на кабелската телевизија за испраќање повеќе QAM модулирани сигнали во фреквенцискиот опсег од 50MHz до 1000MHz. За оваа апликација, густината на носачот поддржана од RF предавателот за директна конверзија е 20-30 пати поголема од онаа на другите архитектури за пренос. Покрај тоа, бидејќи еден широкопојасен RF предавател за директна конверзија заменува повеќе безжични предаватели, потрошувачката на енергија и површината на предниот крај на кабелската телевизија се намалуваат значително.
RF предаватели на директна конверзија засновани на MAX5879 може да се користат за широкопојасни и високофреквентни излезни апликации. На пример, со зголемената популарност на паметните телефони и таблет компјутерите, безжичните основни станици ќе бараат поширок опсег на фреквенција. Несомнено е дека тековните предаватели што поддржуваат такви уреди постепено ќе бидат заменети со RF предаватели на директна конверзија засновани на RF DAC со високи перформанси (како што е MAX5879).
да сумираме
Преносникот заснован на RF DAC има ширина на опсег на пренос далеку поголема од традиционалната архитектура без губење на динамички перформанси. Може да се спроведе со употреба на FPGA или ASIC, елиминирање на потребата за аналогни модулатори на квадратура и синтисајзери LO, со што се подобрува сигурноста на безжичните предаватели Секс. Оваа шема, исто така, во голема мера го намалува бројот на компоненти, и во повеќето случаи исто така ја намалува потрошувачката на енергија во системот.
Нашите други производи:
