See artikkel kirjeldab raadiosagedusmuunduri konstruktsiooni koos plokkskeemidega, mis kirjeldavad raadiosagedusüles- ja allamuunduri konstruktsiooni. Mainitakse selles C-riba sagedusmuunduris kasutatavaid sageduskomponente. Konstruktsioon on teostatud mikroribaplaadil, kasutades diskreetseid raadiosageduskomponente, nagu raadiosagedusmikserid, lokaalsed ostsillaatorid, MMIC-id, süntesaatorid, OCXO võrdlusostsillaatorid, nõrgestuspadjad jne.
RF-ülesmuunduri disain
RF-sagedusmuundur viitab sageduse teisendamisele ühelt väärtuselt teisele. Seadet, mis teisendab sageduse madalalt väärtuselt kõrgele, nimetatakse ülesmuunduriks. Kuna see töötab raadiosagedustel, nimetatakse seda RF-ülesmuunduriks. See RF-ülesmuunduri moodul teisendab vahesageduse vahemikus umbes 52–88 MHz RF-sageduseks umbes 5925–6425 GHz. Seetõttu tuntakse seda C-riba ülesmuundurina. Seda kasutatakse satelliitsiderakendustes kasutatava VSAT-i raadiosagedustransiiveri osana.
Joonis 1: RF ülesmuunduri plokkskeem
Vaatame RF Up konverteri osa disaini koos samm-sammult juhendiga.
1. samm: uurige välja üldiselt saadaolevad mikserid, lokaaltsillaatorid, MMIC-id, süntesaatorid, OCXO võrdlusostsillaatorid ja nõrgestuspadjad.
2. samm: Tehke võimsustaseme arvutused rea erinevatel etappidel, eriti MMIC-ide sisendil, nii et see ei ületaks seadme 1 dB tihenduspunkti.
3. samm: kavandage ja kasutage sobivaid mikroribapõhiseid filtreid erinevates etappides, et filtreerida välja soovimatud sagedused pärast miksereid, lähtudes sellest, millist sagedusvahemiku osa soovite läbi lasta.
4. samm: Tehke simulatsioon, kasutades mikrolaineahju Office'i või Agilent HP EEsof-i, kasutades õigeid juhtmete laiusi trükkplaadi erinevates kohtades vastavalt valitud dielektrikule ja raadiosagedusliku kandesageduse nõuetele. Ärge unustage simulatsiooni ajal kasutada varjestusmaterjali. Kontrollige S-parameetreid.
5. samm: Valmista trükkplaat ja joota ostetud komponendid ning joota samamoodi.
Nagu joonisel 1 oleval plokkskeemil kujutatud, tuleb seadmete (MMIC-id ja mikserid) 1 dB tihenduspunkti eest hoolitsemiseks kasutada sobivaid summutuspatju, mille väärtus on kas 3 dB või 6 dB.
Kasutada tuleb sobivate sagedustega lokaalset ostsillaatorit ja süntesaatorit. 70 MHz C-ribaks muundamiseks on soovitatav 1112,5 MHz LO ja 4680–5375 MHz sünteesija sagedusvahemikus. Segisti valiku rusikareegel on, et LO võimsus peaks olema 10 dB suurem kui kõrgeim sisendsignaali tase P1dB juures. GCN on võimenduse juhtimise võrk, mis on konstrueeritud PIN-dioodide nõrgendajate abil, mis muudavad nõrgenemist analoogpinge põhjal. Ärge unustage kasutada ribapääs- ja madalpääsfiltreid vastavalt vajadusele, et filtreerida välja soovimatud sagedused ja lasta läbi soovitud sagedused.
RF-allamuunduri disain
Seadet, mis teisendab sageduse kõrgelt väärtuselt madalale väärtusele, nimetatakse allamuunduriks. Kuna see töötab raadiosagedustel, nimetatakse seda raadiosageduslikuks allamuunduriks. Vaatame raadiosagedusliku allamuunduri osa konstruktsiooni koos samm-sammult juhendiga. See raadiosagedusliku allamuunduri moodul teisendab raadiosageduse vahemikus 3700 kuni 4200 MHz vahesageduseks vahemikus 52 kuni 88 MHz. Seetõttu tuntakse seda C-riba allamuundurina.
Joonis 2: RF-allamuunduri plokkskeem
Joonis 2 kujutab C-riba allamuunduri plokkskeemi, mis kasutab raadiosageduskomponente. Vaatame raadiosagedusallamuunduri osa konstruktsiooni koos samm-sammult juhistega.
1. samm: Heterodüüni konstruktsiooni järgi valiti kaks raadiosageduslikku mikserit, mis teisendavad raadiosageduslikku sagedust 4 GHz-lt 1 GHz-le ja 1 GHz-lt 70 MHz-le. Konstruktsioonis kasutatud raadiosageduslik mikser on MC24M ja vahesageduslik mikser on TUF-5H.
2. samm: RF-allamuunduri eri etappides kasutamiseks on kavandatud sobivad filtrid. Nende hulka kuuluvad 3700 kuni 4200 MHz BPF, 1042,5 +/- 18 MHz BPF ja 52 kuni 88 MHz LPF.
3. samm: MMIC võimendi integraallülitusi ja sumbumispatju kasutatakse sobivates kohtades, nagu on näidatud plokkskeemil, et katta seadmete väljundi ja sisendi võimsustasemed. Need valitakse vastavalt raadiosagedusmuunduri võimenduse ja 1 dB tihenduspunkti nõuetele.
4. samm: Ülesmuunduri konstruktsioonis kasutatud raadiosagedussüntesaatorit ja LO-d kasutatakse ka allamuunduri konstruktsioonis, nagu näidatud.
5. samm: Raadiosagedusisolaatoreid kasutatakse sobivates kohtades, et võimaldada raadiosagedussignaalil liikuda ühes suunas (st ettepoole) ja peatada selle raadiosagedusliku peegeldumise tagurpidi. Seetõttu nimetatakse seda ühesuunaliseks seadmeks. GCN tähistab võimenduse juhtimise võrku. GCN toimib muudetava sumbuvusega seadmena, mis võimaldab raadiosagedusväljundit vastavalt raadiosageduslingi eelarvele seadistada.
Kokkuvõte: Sarnaselt käesolevas raadiosagedusmuunduri konstruktsioonis mainitud kontseptsioonidega saab sagedusmuundureid projekteerida ka teistele sagedustele, näiteks L-ribale, Ku-ribale ja millimeetrilainealale.
Postituse aeg: 07. detsember 2023
