Технологическая автоматизация

Методы цифровых технологий

Прямое преобразование частоты

Реконфигурация и, как следствие, вытеснение аналоговой на цифровую обработку сигналов в портативных приемниках добавило много научных интересов в области телекоммуникаций. Цель заключается в реализации все более и более управляемых цифровых взамен аналоговых компонентов приемника для получения мультипротокольных систем и сокращении расходов на элементы приемника, вследствие пониженного потребления мощности, размеров и площади чипа и стоимости расходов. В связи с этим, сложилась концепция оставить нежелательные эффекты аналоговой обработки, не производя дополнительных преобразований в этой области, а устранять все эффекты цифровыми методами. Ложные эффекты, рассматриваемые в этой работе, отвечают за разбаланс (фазы и амплитуды) сигнала гетеродина и несоответствия между квадратурными сигналами, полученными в аналоговом приемнике. В результате, появляется разбаланс синфазного и квадратурного сигналов. Сигнал на промежуточной частоте в приемнике должен иметь вид:

(4.1)

Где состоит из синфазной(I) и квадратурной(Q) компонент модулированного сигнала. Идеальный сигнал гетеродина может быть представлен как:

(4.2)

В работе исследуется влияние ложных эффектов на сигнал в области ПЧ. Это приводит к соотношению между методами приема прямого преобразования: с мультипликативным и аддитивным гетеродинированием. Основной целью исследования является регенерация передаваемого сигнала, который искажается вследствие несовершенства аналоговой части приемника. Измерение тестовыми сигналами, адаптивная фильтрация и слепое разделение источника (BSS) могут быть использованы для восстановления полезного сигнала. Регенерации сигнала с использованием алгоритмов BSS позволяет избежать дополнительных затрат на процедуру калибровки изделия

Техника прямого преобразования частоты «вниз»(DDC) преобразует сигнал высокой частоты на ПЧ. Для этой цели частота гетеродина выставляется равной частоте желаемого канала . Из-за эффектов температурной зависимости, производственных несовершенств аналоговых компонентов I-и Q-сигналы не могут идеально совпадать. Амплитуда, а также фаза сигнала местного генератора будет отличаться от соответствующих значений квадратурного и синфазного сигналов в результате фазового и амплитудного разбалансов. Таким образом, идеальный сигнал гетеродина преобразуется в:

(4.3)

Рис. 4.1. Схема прямого преобразование частоты с использованием мультипликативного смешения

Независимо от архитектуры аналогового front-end’а, наблюдается эффект разбаланса синфазного и квадратурного сигналов.

Прямое преобразование путем мультипликативного гетеродинирования

Мультипликативное смешение является обычной реализацией прямого преобразования частоты. Здесь, ВЧ-сигнал умножается на исходный сигнал гетеродина с одной стороны (синфазная компонента) , и на повернутый на 90 градусов сигнал гетеродина - с другой(квадратурная компонента), то есть в принципе получается, что

Предполагается, что «верхний» и «нижний» пути сигнала не совпадают между собой с относительным коэффициентом M1. На Рис. 4.1 изображена схема приемника с соответствующими расхождениями. После смешивания, фильтр нижних частот (ФНЧ) подавляет нежелательные высокочастотные компоненты. Таким образом, оцифрованными будут почти только интересующие IQ-сигналы. В соответствие с Рис. 4.1 и вышесказанным, получаем:

(4.4)

(4.5)

В общем, уравнения (4.4) и (4.5) могут быть переписаны в матричной форме для рассмотрения всех возможных линейных разбалансов.

(4.6)

Будем считать, что разбаланс амплитуды и фазы присутствует в каждом из путей (I и Q). Вследствие этого, определим отношение сигнал-помеха(signal-to-interference ratio) для каждого из путей:

и (4.7)

Прямое преобразование путем аддитивного гетеродинирования Перейти на страницу: 1 2

Другие статьи по теме:

Зоновая РРЛ прямой видимости Рязань-Ряжск канал профиль интервал Радиорелейные линии занимают прочное место в сети связи РФ. Они широко используются для передачи сигналов многоканальной телефонии, телевидения, звукового вещания, ...

Комплексная система защиты информации на предприятии Прохождение производственной практики имеет большое значение в процессе подготовки будущих специалистов. Необходимость ее для студента заключается в том, что это отличная ...

Исследование цилиндрического резонатора с коаксиальной апертурой Современная наука и производство немыслимы без точных, экспресс-методов измерения физических параметров материалов и сред. Прецизионные измерения и исследование их характеристик актуаль ...