Проектирование радиоприёмного устройства частотно манипулированных сигналов (GSM)

5.1

где КПАВ(f) - коэффициент передачи фильтра, дБ.

Аппроксимированная характеристика полосно-пропускающего фильтра на основе поверхностных акустических волнах приведена на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 - Аппроксимированная характеристика полосно-пропускающего фильтра на основе ПАВ.

Результирующая характеристика избирательной системы получается путём сложения избирательной характеристики полосового фильтра на ПАВ и избирательной характеристики входной цепи, представленной на рисунке 4.2. Результирующая характеристика избирательной системы приведена на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2-Результирующая характеристика избирательной системы

6. МЕТОДИКА КОНТРОЛЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ РАЗРАБАТЫВАЕМОГО РАДИОПРИЕМНОГО УСТРОЙСТВА

6.1 Измерение односигнальной и многосигнальной избирательности

Измерение односигнальной избирательности приемника сводится к измерению АЧХ селективной системы, точнее, отдельных ее точек, соответствующих диапазону приёма и за пределами принимаемого диапазона.

Измерения производятся при настройке приемника на рабочий диапазон частот. К входу приемника через эквивалент антенны подключается генератор гармонического высокочастотного сигнала. К выходу линейного тракта приемника подключается высокочастотный вольтметр.

Измерение частотной избирательности приемника односигнальным методом проводят с помощью установки приведённой на рисунке 6.1, в соответствии с алгоритмом:

1) генератор сигнала настраивается на частоту приемника, регулировкой напряжения генератора сигнала устанавливается напряжение на выходе линейного тракта, соответствующее номинальному значению Uвых ном. По шкале генератора сигнала отмечается уровень входного сигнала приемника Uвх ном ;

2) частота генератора сигнала изменяется на другую исследуемую частоту;

входное напряжение генератора сигнала увеличивается до уровня, при котором напряжение на выходе линейного тракта снова станет равным (близким) прежнему значению Uвых ном.По шкале генератора сигнала отмечается входное напряжение приемника при расстройке Uвx(?f), а по вольтметру - напряжение на выходе линейного тракта Uвыx (?f);

Измеряемое ослабление подсчитывается по формуле:

Рисунок 6.1 - Структурная схема установки для измерения односигнальной избирательности.

Для учета влияния нелинейных эффектов, возникающих в усилительном тракте при воздействии сигнала и помех с большим уровнем, производится измерение многосигнальной избирательности. Обычно измеряется двухсигнальная избирательность. В этом случае на вход приемника одновременно подается полезный сигнал с заданным видом модуляции и гармоническая помеха. Для этого ко входу приемника через сумматор и эквивалент антенны подключаются источник полезного сигнала (используемый при измерении чувствительности) и генератор гармонического высокочастотного сигнала, формирующий помеху. К информационному выходу приемника подключаются приборы и устройства, обеспечивающие измерение качества воспроизведения сигнала. Структурная схема установки измерения двухсигнальной избирательности приведена на рисунке 6.2.

Рисунок 6.2 - Структурная схема установки для измерения многосигнальной избирательности.

Измерения проводятся по следующему алгоритму:

1) на генераторе 1 (сигнала) устанавливается частота полезного сигнала, равная частоте настройки приемника, и уровень полезного сигнала, соответствующий заданной чувствительности приемника. На генераторе 2 (помехи) несущая помехи выключена. Отмечается уровень входного сигнала Uвх ном ;

2) включается несущая генератора помехи, частота генератора помехи устанавливается равной частоте дополнительного канала приёма (соседнего), а уровень помехи увеличивается до тех пор, пока качество воспроизведения принимаемого сигнала не ухудшится на допустимую величину: уменьшение отношения сигнал/шум на 3 дБ.

Для повышения точности измерения рекомендуется проводить измерение качества воспроизведения не менее, чем при трех значениях уровня помехи вблизи уровня, соответствующего допустимому ухудшению качества (причем по обе стороны от этого уровня). В каждом случае фиксируется уровень помехи на входе Uвх ном и значение качества воспроизведения (отношение Uc/Uш);

3) по результатам измерений строится график зависимости качества воспроизведения сигнала от уровня помехи, по которому определяется точное значение допустимого уровня помехи Uп.доп;

4) двухсигнальная избирательность определяется по формуле:

6.2 Измерение чувствительности

Под чувствительностью понимается минимальный уровень сигнала на входе РПрУ, при котором обеспечивается требуемое качество воспроизведения сигнала на выходе. При приеме непрерывных сигналов качество воспроизведения оценивается отношением сигнал/шум на выходе РПрУ, то есть чувствительность определяется как минимальный сигнал на входе приемника, при котором обеспечивается требуемое отношение Uс/Uш на выходе. Измерения качества воспроизведения производится при трех уровнях входного сигнала: при сигнале, приблизительно соответствующем значению чувствительности, и при сигналах, отличающихся от него приблизительно на ±3 дБ. Уровень сигнала на входе приемника (то есть на выходе генератора сигнала) отсчитывается по шкале генератора.

По результатам измерения строится график зависимости качества воспроизведения от уровня входного сигнала, по которому определяется точное значение чувствительности.

Для приближения условий измерения к реальным источник сигнала подключается к приемнику через эквивалент антенны, к информационному выходу приемника подключается схема измерения отношения сигнал/шум.

Измерения проводятся, при модулирующей частоте 1 кГц и соответствующем виде модуляции. К информационному выходу приемника через переключатель подключаются два низкочастотных фильтра: первый фильтр (фильтр сигнала) с центральной частотой 1 кГц должен иметь узкую полосу пропускания, второй фильтр (фильтр шума) должен иметь полосу пропускания в пределах Fмин и Fмакс - минимальное и максимальное значение модулирующей частоты. Коэффициенты передачи обоих фильтров должны быть одинаковы. В случае необходимости производится выравнивание затуханий фильтров включением аттенюатора последовательно с одним из фильтров.

К выходам фильтров через переключатель подключается вольтметр или осциллограф. Структурная схема измерительной установки приведена на рисунке 6.3.

Рисунок 6.3 - Структурная схема установки для измерения чувствительности.

Алгоритм измерения следующий:

на вход приемника подается измерительный сигнал со средней частотой рабочего диапазона и с уровнем, равным чувствительности при включенной модуляции. Переключатель фиксируется в положении «Сигнал» и измеряется напряжение выходного сигнала Uс.вых;

переключатель переводится в положение «Шум», отключается модуляция и измеряется напряжение шума на выходе Uш.вых;

рассчитывается отношение сигнал/шум:

или

4) пункты 1 -3 повторяются для других значений входного сигнала;

5) по результатам пункта 4 строится график зависимости качества
воспроизведения от уровня входного сигнала.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведённой работы было спроектировано радиоприёмное устройство стандарта GSM, удовлетворяющее требованиям технического задания и имеющее следующие параметры:

-рабочий диапазон частот, МГц от 935 до 960;

скорость приёма информации, кбит/с 270;

радиоприёмник имеет чувствительность Вт ¦ 10-12, не хуже 3;

ослабление соседнего канала обеспечиваться , дБ, не менее 25;

приёмник обеспечивает приём радиосигнала с динамическим диапазоном, дБ, не хуже 70;

радиоприёмное устройство имеет жидкокристаллический дисплей;

- питание радиоприёмника должно обеспечиваться от источника питания с напряжением, В 3,7 ± 0,7;

- рабочий диапазон температур радиоприёмного устройства составляет, °С от -30 до +50.

Применение в данной разработке современной элементной базы позволяет снизить массогабаритные показатели, что увеличивает эксплуатационные характеристики радиоприёмного устройства. Применение супергомодинного метода приёма позволяет снизить количество используемых радиоэлектронных компонентов по сравнению с реализацией радиоприёмного устройства с супергетеродинным методом приёма, что делает радиоприёмную систему более дешёвой и соответственно более конкурентоспособной продукцией на рынке GSM приёмников.

Размещено на Allbest.ru