Дата последнего обновления файла 07.01.2012

Схема формирования сигнала на несущей частоте

В передатчике с прямой модуляцией (Direct modulation transmitter) модуляция и перенос информационного сигнала вверх по частоте происходит за один шаг. Большинство производителей ИС предпочитают при возможности использовать в своих схемотехнических решениях архитектуру передатчиков с прямой модуляцией на РЧ, т.к. при этом уменьшаются массогабаритные показатели устройства.

В этом случае для формирования радиосигнала используется высокочастотный генератор, который часто называется задающим генератором. Наиболее широко в малогабаритных передатчиках применяются частотные виды модуляции (CPFSK, MSK, GMSK). Амплитудная модуляция практически не применяется, так как ее энергетические характеристики неудовлетворительны, а характеристики генератора с амплитудной модуляцией оставляют желать лучшего. Это связано с тем, что при изменении амплитуды выходного колебания для выхода генератора на новый рабочий режим, требуется некоторое время, в течение которого частота и амплитуда выходного колебания может меняться в значительных пределах. Что касается фазовой модуляции, то ее современные виды, такие как BPSK, QPSK, DQPSK, 8-PSK, всегда содержат амплитудную составляющую.

Для формирования радиосигнала с частотной модуляцией обычно применяются генераторы, управляемые напряжением (ГУН). Чаще всего для обеспечения требований по стабильности частоты несущего колебания в качестве ГУН применяются кварцевые генераторы, управляемые напряжением (VCXO). Структурная схема простейшего передатчика с прямой модуляцией приведена на рисунке 1.

Структурная схема простейшего передатчика с прямой модуляцией
Рисунок 1. Структурная схема простейшего передатчика с прямой модуляцией

В данной схеме фильтр низких частот (НЧ фильтр) формирует спектр сигнала на радиочастоте в области ближних частот. Фильтр радиочастоты (РЧ фильтр) подавляет составляющие спектра сигнала, расположенные достаточно далеко от несущей частоты, например, гармоники задающего генератора.

Следует отметить, что ширина спектра сигнала в основном зависит от уровня низкочастотного сигнала, подаваемого на вход варикапа ГУН и коэффициента включения варикапа в контур высокочастотного генератора. Спектр радиосигнала будет определяться спектром низкочастотного сигнала на выходе фильтра низкой частоты только при соблюдении условия "узкополосной частотной модуляции" (индекс модуляции должен быть меньше 1). Для MSK и GMSK модуляции девиация частоты Δf высокочастотного колебания должна быть равна скорости передачи двоичных символов по радиоканалу.

Достаточно часто мощности генератора для формирования выходного сигнала недостаточно, поэтому в состав схемы передатчика включают усилитель мощности. Такое решение позволяет применять в усилителе мощности режимы работы с повышенным кпд, что улучшает экономичность радиопередатчика в целом. Задающий генератор в схеме усовершенствованного радиопередатчика обычно называется возбудителем частоты. Структурная схема усовершенствованного радиопередатчика с прямой модуляцией приведена на рисунке 2.

Структурная схема усовершенствованного передатчика с прямой модуляцией
Рисунок 2. Структурная схема усовершенствованного радиопередатчика с прямой модуляцией

Дополнительным преимуществом усовершенствованной схемы передатчика с прямой модуляцией является устранение влияния нагрузки (в данном случае антенно-фидерного тракта) на характеристики задающего генератора (ГУН), поэтому подобная схема радиопередатчиков используется достаточно часто в малогабаритных устройствах управления объектами на небольшом расстоянии. В качестве примеров подобных устройств можно назвать брелки автомобильной сигнализации или bluetooth устройства.

Литература:

  1. Радиопередающие устройства: Учебник для вузов/ под ред. академика В. В. Шахгильдяна - М.: Радио и Связь, 2003. — 560 с.
  2. Радиопередающие устройства: Учебник для техникумов/ Шумилин М. С. головин О. В. — М.: Высшая школа , 1981. — 293 с.
  3. http://rfdesign.ru/ Архитектура тракта передачи РЧ блоков устройств мобильной связи

Другие структурные схемы радиопередатчиков:

Структурная схема радиопередатчика с прямой квадратурной модуляцией
http://digteh.ru/UGFSvSPS/simpl_q_mod/


Автор Микушин А. В. All rights reserved. 2001 ... 2015

Предыдущие версии сайта:
http://neic.nsk.su/~mavr
http://digital.sibsutis.ru/

пЕИРХМЦ@Mail.ru


Rambler's Top100