Rádiové přijímače a vysílače



Podobné dokumenty
Dynamický rozsah Intermodulační zkreslení

Softwarové rádio. Zpracoval: Ing. Jiří Sehnal

Radiové rozhraní GSM prakticky. Karel Mikuláštík

Funkční bloky rádiových systémů

Pracovní třídy zesilovačů

Konference RADIOKOMUNIKACE Pardubice EMC LTE DVB-T. zkušenosti z měření (šetření rušení) Tomáš Vik Český telekomunikační úřad

Rádiové funkční bloky X37RFB Krystalové filtry

Filtry a jejich aplikace v radiotechnice. Dr. Ing. Pavel Kovář

Seznámení s přístroji, používanými při měření. Nezatížený a zatížený odporový dělič napětí, měření a simulace PSpice

Spektrální analyzátor R&S FSL

ATENTOVY SPIS. Právo k využití vynálezu přísluší státu podle 3 odst. 6 zák. č. 34/1957 Sb. Přihlášeno 28. VÍL 1970 [PV )

Otázka 22(42) Přístroje pro měření signálů, metody pro měření v časové a frekvenční doméně. Přístroje

[ db ; - ] Obrázek č. 1: FPCH obecného zesilovače

Měření nelineárních parametrů

2. GENERÁTORY MĚŘICÍCH SIGNÁLŮ II

Měřená veličina. Rušení vyzařováním: magnetická složka (9kHz 150kHz), magnetická a elektrická složka (150kHz 30MHz) Rušivé elektromagnetické pole

ZDROJE MĚŘÍCÍHO SIGNÁLU MĚŘÍCÍ GENERÁTORY

Obrázek č. 1 : Operační zesilovač v zapojení jako neinvertující zesilovač

Zesilovač. Elektronický obvod zvyšující hodnotu napětí nebo proudu při zachování tvaru jeho průběhu. Princip zesilovače. Realizace zesilovačů

VYHLÁŠKA o způsobu stanovení pokrytí signálem zemského rozhlasového vysílání šířeného ve vybraných kmitočtových pásmech Vymezení pojmů

SMĚŠOVAČ 104-4R

Zpráva. o výsledcích měření útlumu stěn železničních vozů pro signály mobilních sítí

Koncepce přijímačů a vysílačů

VY_32_INOVACE_ENI_2.MA_04_Zesilovače a Oscilátory

Vysokofrekvenční měření

Technická informace č

Příloha č. 3 k č. j. Č.j. PPR /ČJ EC Počet listů: 6. Technické podmínky

Externí paměť pro elektroniku (a obory příbuzné)

Osnova: 1. Klopné obvody 2. Univerzálníobvod Oscilátory

DIPLOMOVÁ PRÁCE Lock-in zesilovač 500 khz 10 MHz

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ NAPÁJECÍ ZDROJE

SYMETRICKÉ ČTYŘPÓLY JAKO FILTRY

5. MĚŘENÍ ZÁKLADNÍCH PARAMETRŮ RÁDIOVÉHO PŘIJÍMAČE

Rádiové dálkové ovládání posunovacích lokomotiv OPL 99.A

4. MĚŘENÍ NA SMĚŠOVAČI A MEZIFREKVENČNÍM FILTRU

elektrické filtry Jiří Petržela filtry založené na jiných fyzikálních principech

Systémy pozemní pohyblivé služby

UNIVERZITA PARDUBICE FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A INFORMATIKY

Synchronní detektor, nazývaný též fázově řízený usměrňovač, je určen k měření elektrolytické střední hodnoty periodického signálu podle vztahu.

napájecí zdroj I 1 zesilovač Obr. 1: Zesilovač jako čtyřpól

Dvoupásmová aktivní anténa s kruhovou polarizací

1. Obecná struktura pohonu s napěťovým střídačem

Diagnostické ultrazvukové přístroje. Lékařské přístroje a zařízení, UZS TUL Jakub David kubadavid@gmail.com

Rušení způsobené provozem radiolokátoru FADR Armády České republiky v Sokolnicích

M9621 CAB G2. Vozidlový adaptér s 10 W zesilovačem (Smart VIB) Výhody

Návod k obsluze dvoukanálové FM vysílačky F6

( nositelné. Milan Švanda, Milan Polívka. X17NKA Návrh a konstrukce antén

6. MĚŘENÍ PROUDU A NAPĚTÍ

9 khz až 3 GHz s rozlišovacím filtrem 10 Hz až 10 MHz v širokém dynamickém rozsahu.

SBÍRKA ZÁKONŮ. Ročník 2008 ČESKÁ REPUBLIKA. Částka 51 Rozeslána dne 15. května 2008 Cena Kč 80, O B S A H :

NABÍZENÝ SORTIMENT MĚŘICÍ A TESTOVACÍ

ROZD LENÍ ZESILOVA Hlavní hledisko : Další hlediska : A) Podle kmito zesilovaných signál B) Podle rozsahu zpracovávaného kmito tového pásma

VY_32_INOVACE_ENI_2.MA_06_Demodulace a Demodulátory

Vzorkování. Je-li posloupnost diracových impulzů s periodou T S : Pak časová posloupnost diskrétních vzorků bude:

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ KATEDRA ELEKTROENERGETIKY A EKOLOGIE DIPLOMOVÁ PRÁCE. Monika PÍSKOVÁ

GENERÁTOR FUNKCÍ NÁVOD PRO UŽIVATELE V2.0 VÝROBCE S CERTIFIKACÍ ISO-9001

OK1XGL /12 Verze: QRP TRX na cesty HF TRAMP QRP TRX HF TRAMP

Přílohy. A. Návrh pracoviště. A.1 Crawfordova komora. A.2 Šumový generátor NoiseCom NC1128A. Technická specifikace použitého zesilovače:

Měření kmitočtu a tvaru signálů pomocí osciloskopu

ochranným obvodem, který chrání útlumové články před vnějším náhodným přetížením.

s XR2206 ale navíc je zapojení vybaveno regulací výstupní amplitudy. vlivu případ- ného nevhodného napájení na funkci generátoru.

varikapy na vstupu a v oscilátoru (nebo s ladicím kondenzátorem) se dá citlivost nenároèných aplikacích zpravidla nevadí.

1 ÚVOD DO PŘEDMĚTU ZÁKLADNÍ OBVODY...14

Měření šumového čísla a šumových parametrů

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

Široký ruční notch filtr

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ LABORATORNÍ PULSNÍ ZDROJ S VÝSTUPNÍ LINEÁRNÍ STABILIZACÍ

o zkoušce elektromagnetické slučitelnosti LED svítidlo stube

Hlavní parametry rádiových přijímačů

3. Měření efektivní hodnoty, výkonu a spotřeby energie

13. OSCILOSKOPY, DALŠÍ MĚŘICÍ PŘÍSTROJE A SENZORY

Pre-Mix oscilátor = PMO

Rozhlasový přijímač TESLA 440A GALAXIA

VE ŠKOLE PRO PRAKTICKOU VÝUKU, MOTIVACI I ZÁBAVU

Dvoukanálový monitor absolutního chvění MMS 6120

MIKROVLNNÉ DATOVÉ SPOJE AL10E NÁVOD K OBSLUZE A INSTALACI

NÍZKOFREKVENČNÍ ZESILOVAČ S OZ

Opravné prostředky na výstupu měniče kmitočtu (LU) - Vyšetřování vlivu filtru na výstupu z měniče kmitočtu

TDA7000. Cílem tohoto experimentu je zkonstruovat FM přijímač s integrovaným obvodem TDA7000 a

1. KOMUNIKAČNÍ PŘIJÍMAČ, DRM SYSTÉM

Laboratorní úloha KLS 1 Vliv souhlasného rušení na výsledek měření stejnosměrného napětí

VLASTNOSTI KOMPONENTŮ MĚŘICÍHO ŘETĚZCE - ANALOGOVÁČÁST

15. ZESILOVAČE V KOMUNIKAČNÍCH ZAŘÍZENÍCH

LumiDas-B 10W LED světelný zdroj Technický manuál No. TM-BL10-EN-001

Monitorovací přijímač R&S ESMB

Moderní pastelové barvy pro dokonalou harmonii. Elektroinstalace s vysokou přístrojovou vybaveností. Barevná relaxace.

Commander SK. EF Technická data. Měniče kmitočtu určené k regulaci otáček asynchronních motorů

BCC preselektor s externím vstupem pro poslechovou anténu

Moderní číslicové řídicí systémy vstupy, výstupy, připojení snímačů, problematika rušení (zpracoval P. Beneš)

11. Jaké principy jsou uplatněny při modulaci nosné vlny analogovým signálem? 12. Čím je charakteristické feromagnetikum?

Signál v čase a jeho spektrum

Laboratorní úloha KLS 1 Vliv souhlasného rušení na výsledek měření stejnosměrného napětí

Test. Kategorie Ž2. 4 Snímek z digitálního osciloskopu zobrazuje průběh sinusového signálu. Jaká je přibližná frekvence signálu? Uveďte výpočet.

3. ZÁKLADNÍ PARAMETRY RÁDIOVÉHO PŘIJÍMAČE

bílá / bílá bílá / ledová bílá bílá / ledová zelená titanová starostříbrná šampaňská

2. Určete komplexní impedanci dvojpólu, jeli dáno: S = 900 VA, P = 720 W a I = 20 A, z jakých prvků lze dvojpól sestavit?

Detektor mobilní komunikace DMC - 3 popis a návod k použití Před použitím přístroje si prosím přečtěte tento návod

KAPACITNÍ, INDUKČNOSTNÍ A INDUKČNÍ SNÍMAČE

Nová koncepční a konstrukční řešení pro zobrazení s PMS

Č e s k ý m e t r o l o g i c k ý i n s t i t u t Okružní 31,

Transkript:

Rádiové přijímače a vysílače

1. Rádiové přijímače Zařízení pro zpracování rádiových signálů přijatých anténou

Požadavky na rádiové přijímače dynamický rozsah - schopnost zpracovávat jak silné, tak slabé signály citlivost schopnost zpracovávat slabé signály vysílač přijímač

Požadavky na rádiové přijímače selektivita - schopnost potlačovat signály mimo pracovní kanál kanál B kanál A

Požadavky na rádiové přijímače selektivita - schopnost potlačovat signály mimo pracovní kanál kanál B kanál A

Požadavky na rádiové přijímače Intermodulační odolnost kmitočet f b kmitočet f c kmitočet f a Intermodulace vzniká na nelinearitách při přítomnosti dvou a více signálů. Kmitočet intermodulačního produktu Problém m. f ± n. f = f b c a m. f ± n. f, mn, Z b c

Rádiové přijímače - koncept ADC Analogové signály Digitální signály Zpracování mod. signálu Demodulátor Zpracování demod. signálu

Přijímače - začátky CW klíčování nosné AM amplitudová modulace První přijímače (krystalové přijímače) detektor vysokofrekvenčního signálů malá citlivost a selektivita skleněná trubička s kovoými pilinami G

Přímo zesilující přijímače Před demodulátor zařazen vysokofrekvenční zesilovač zvýšení citlivosti přijímače přetrvává problém se selektivitou a přeladitelností přijímače vstupní obvod vf (selektivní) zesilovač demod. výstup

Kmitočtová konverze (směšování) Přijímaný signál přesunout na mezifrekvenční kmitočet a filtraci signálu provést na tomto kmitočtu 1 smf t svf t LOt svf t e e 2 1 Smf ( ω) = Svf ( ω ωlo ) + Svf ( ω+ ωlo ) 2 jωlot jωlot () = () cos( ω ) = () ( + ) S vf (ω) S mf (ω) ω + ω 1/2S vf (ω+ω LO ) + 1/2S vf (ω-ω LO )

přijímaný kmitočet Preselekce S vf (ω) H(ω) zrcadlový kmitočet ω S vf (ω) ω S mf (ω) ω + ω 1/2S vf (ω+ω LO ) + 1/2S vf (ω-ω LO )

přijímaný kmitočet S vf (ω) Preselekce H(ω) zrcadlový kmitočet ω S vf (ω) ω S mf (ω) ω + ω 1/2S vf (ω+ω LO ) + 1/2S vf (ω-ω LO )

Obvodová realizace směšovače Gilbertova buňka IF Output Diodový dvojitě vyvážený směšovač Vcc RF Input GND LO Input LO Input Vbias TRANS5 RF Input Vbias GND IF Output GND Asymetrický směšovač RF Input F_RF F_IF MF Output IF Input F_LO

Směšování Směšovač nelineární obvod na jehož vstupu jsou z principu minimálně 2 signály, signál lokálního oscilátoru a přijímaný signál => Vznik intermodulačních produktů na kmitočtech mflo ±. nfvf Z hlediska směšování jsou důležité pouze produkty druhého řádu, tj. f ± f, ostatní produkty jsou nežádoucí. VF LO Intermodulace může způsobit nechtěný příjem na parazitním kmitočtu. Řešení problému s intermodulací na směšovači Konstrukce směšovačů Kmitočtový plán přijímače optimalizace Úrovňový plán přijímače optimalizace

Superheterodynní přijímač využívá kmitočtovou konverzi preselektor mezifrekv. zesilovač demod. lokální oscilátor

Superheterodynní přijímač Preselektor selektivní vysokofrekvenční zesilovač vzdálenou selektivitu přijímače potlačení zrcadlových kmitočtů Mezifrekvenční zesilovač selektivní zesilovač pracující na fixním kmitočtu f mf blízkou (kanálovou) selektivitu přijímače Lokální oscilátor zdroj signálu pro směšovač Ladění lokálního oscilátoru varianta kmitočet LO přijímaný kmitočet zrcadlový kmitočet LO kmitá o mf. níž f LO = f vf -f mf f vf = f LO + f mf f z = f LO -f mf LO kmitá o mf. výš f LO = f vf + f mf f vf = f LO -f mf f z = f LO + f mf

Řízení zisku přijímače Dosažení velkého dynamického rozsahu preselektor mezifrekv. zesilovač demod. lokální oscilátor detektor úrovně řízení zisku

Filtry - základní pojmy Vložný útlum Propustné pásmo rozsah kmitočtů, pro které je útlum filtru menší než specifikovaná hodnota Nepropustné pásmo rozsah kmitočtů, pro které je útlum filtru větší než specifikovaná hodnota Zlomový kmitočet f co kmitočet, na kterém je vložný útlum právě 3 db Střední kmitočet geometrický střed propustného pásma Fázová charakteristika Skupinové zpoždění f = f f kmitočet x f co 0 1 2 útlum db DC 1 db 3 db 20 db 40 db 1

Filtrů LC filtry Rezonátorové filtry Obvody s rozprostřenými parametry Používají se na vysokých kmitočtech Elektromechanické filtry Využívají přeměnu elektrického signálu na mechanický, případně akustický Mechanické a akustické rezonátory se vyznačují velkou jakostí

Helicalový filtr (rezonátorový) SAW filtr (elektroakustický) LC filtr se soustředěnou selektivitou Ref 4 dbm 0-10 1 SA CLRWR -20-30 -40 TG 0 dbm Att 40 db 2 * RBW 100 khz Delta 4 [T1 ] * VBW 30 khz -30.50 db * SWT 960 ms 22.120000000 MHz 1 Marker 1 [T1 ] 3-1.70 dbm 69.440000000 MHz Delta 2 [T1 ] -2.81 db -6.440000000 MHz Delta 3 [T1 ] -2.59 db 8.120000000 MHz 4 A RBW10kHz Delta4[T1] TG -30dBm VBW1kHz -39.18dB Ref-14dBm Att20dB * SWT960ms 18.350000000MHz UNCAL -20 1 Marker1[T1] 2 3-21.17dBm 140.050000000MHz A 1SA -30 Delta2[T1] CLRWR -3.60dB -6.400000000MHz -40 Delta3[T1] -2.35dB 6.000000000MHz -50-60 4 *RBW1kHz Delta4[T1] TG 0 dbm VBW1kHz -58.19dB Ref 4dBm Att40dB * SWT960ms 185.000000000MHz 0 1 2 Marker1[T1] UNCAL -1.42dBm 207.413527894MHz A 1SA -10 Marker2[T1] CLRWR -1.73dBm 301.413527894MHz -20 Delta3[T1] -66.36dB -30-32.000000000MHz -40-50 -60-70 -70-80 -90-50 -60-70 3 4-80 -100-80 -90 Center 70 MHz 14 MHz/ Span 140 MHz -110 Center140MHz 10MHz/ Span100MHz -90 Center250 MHz 50MHz/ Span500MHz Date: 5.JAN.2007 14:01:44

Lokální oscilátor Základní zapojení oscilátorů VCO s malým fázovým šumem

Fázový závěs zpětnovazební obvod, kde řízenou veličinou je fáze respektive kmitočet oscilátoru f r Referenční kmitočet Fázový detektor Filtr F(s) VCO f o výstupní kmitočet Dělič kmitočtu 1/N volitelně f o = N. f r

Konstrukční problém přijímačů Filtry s velkou selektivitou lze technicky realizovat na nízkých kmitočtech => zrcadlový kmitočet je blízko přijímanému signálu => velké nároky na selektivitu preselektoru Řešení přijímač s dvojím směšováním první mezifrekvenční kmitočet dostatečně vysoký, aby potlačení zrcadlového přijmu v preselektoru bylo dostatečné kanálová selektivita realizována na druhém (nízkém) mezifrekvenčním kmitočtu

Přijímač s dvojím směšováním preselektor 1. mf. zesilovač 2. mf. zesilovač demod. 1. lokální oscilátor 2. lokální oscilátor

Směšovač s potlačením zrcadlového příjmu IRM Image Rejection Mixer RF RFI IF RF, 3 db 90º Hybridní člen RFQ 3 db dělič výkonu LO IF, 3 db 90º Hybridní člen Image A γ [ db] 2 1+ γ + 2γ cosφ = 10log 1 + γ 2 γ cos φ Image 2 φ amplitudové nevyvážení fázové nevyvážení Potlačení zrcadla [db] Potlačení zrcadlového příjmu Fázové nevyvážení [º] Amplitudové nevyvážení [db]

Přijímač s IRM preselektor IRM mezifrekv. zesilovač demod. lokální oscilátor Preselektor lze vynechat, zrcadlový příjem je potlačen ve směšovači Výhody ušetření drahého filtru, IRM směčovač lze integrovat na chip Nevýhody malé potlačení zrcadlového kmitočtu vzhledem ke klasické koncepci Problém s vyzařováním signálu lokálního oscilátoru přijímací anténou. Použití PLAN (Zigbee, Bloetooth, Wifi, GPS, mobilní telefony Blokové schéma chipu pro Zigbee

Přijímač s nulovým mezifrekvenčním kmitočtem (Homodyn) Přijímaný signál je přímo směšován do základního pásma (komplexní obálky) Řeší problém s potlačením zrcadla, Filtrace se provádí pomocí dolních propustí snadno integrovatelných na chip. Problém stejnosměrně vázaných zesilovačů, se šumen zejména 1/f. Problém se vznikem stejnosměrné složky způsobené nedokonalostí směšovačů. Problém s vyzařováním signálu lokálního oscilátoru přijímací anténou. PLAN (Zigbee, Bloetooth, Wifi, GPS, mobilní telefony Blokové schéma chipu pro Zigbee

Typy superheterodynních přijímačů Přijímač s nízkou mezifrekvencí Selektivní MF zesilovač lze realizovat aktivními filtry integrovanými na chip. Problém s potlačením zrcadlového příjmu. Přijímač s nulovou mezifrekvencí (homodyn) Signál je směšován do základního pásma. MF zesilovač realizován jako aktivní dolní propust. Problém se šumem 1/f u mf zesilovače. Problém se stejnosměrnou složkou. Konvertor Up mfkmitočet leží nad maximálním přijímaným kmitočtem. Řeší problém se zrcadlovým příjmem. Přijímač s dvojím směšováním 1. mezifrekvence vysoká řeší problém s potlačením zrcadla Blízká selektivita realizovaná na druhém mezifrekvenčním kmitočtu.

Superreakční přijímače Využívá tzv. superreakce, vstupní tranzistor přijímače relaxačně kmitá, čímž je dosaženo velkého zesílení Přijímač se vyznačuje minimální obvodovou složitostí a velkou citlivostí Selektivita přijímače je špatná Problém s vyzařováním relaxačních kmitů Použití hračky, domovní zvonky, dálkové zamykání automobilu, jednoduchý přenos dat

Ukázka superreakčního přijímače

Rádiové vysílače modulační signál modulátor zesilovač výkonu filtr harmonických složek + přizpůsobení antény generátor nosné vlny

Modulátor I komplexní obálka vysílaného signálu π/2 modulovaný signál Q generátor nosné vlny

Zesilovače výkonu Třídy zesilovačů výkonu

Zesilovače výkonu používané ve vysílačích Zesilovače ve třídách A, B, C, D B, C, D z principu harmonicky zkreslují signál (generují vyšší harmonické složky zesilovaného signálu) => nutno použít filtr harmonických složek A, B lineární převodní charakteristika výkonu => lze použít pro modulace s nekonstantní obálkou Třída Max. účinnost [%] Poznámka A B C 50 78,5 Blíží se 100 pro nulový úhel otevření Lineární Bez harmonického zkreslení Lineární S harmonickým zkreslením Nelineární S harmonickým zkreslením