რამდენიმეწლიანი განვითარების შემდეგ, რადიო გადამცემებმა თანდათან გადაინაცვლეს IF გადაცემის მარტივი არქიტექტურიდან კვადრატულ IF გადამცემებსა და IF ნულოვან გადამცემებზე. ამასთან, ამ არქიტექტურებს ჯერ კიდევ აქვთ შეზღუდვები. უახლესი RF პირდაპირი გარდაქმნის გადამცემს შეუძლია გადალახოს ტრადიციული გადამცემების შეზღუდვები. ეს სტატია ადარებს უკაბელო კომუნიკაციების სხვადასხვა გადამცემი არქიტექტურის მახასიათებლებს. RF პირდაპირი კონვერსიის გადამცემი იყენებს მაღალი ხარისხის ციფრულ-ანალოგურ კონვერტორს (DAC), რომელსაც აშკარა უპირატესობა აქვს ტრადიციულ ტექნოლოგიებთან შედარებით. RF- ს პირდაპირი გარდაქმნის გადამცემსაც აქვს საკუთარი გამოწვევები, მაგრამ ეს გზას უხსნის ნამდვილი პროგრამული რადიო გადაცემის არქიტექტურის რეალიზებას.
RF DAC, მაგალითად 14 ბიტიანი 2.3Gsps MAX5879, არის RF პირდაპირი გარდაქმნის არქიტექტურის ძირითადი წრე. ამ DAC– ს შეუძლია უზრუნველყოს შესანიშნავი ყალბი და ხმაურის შესრულება 1 გჰც სიჩქარის სიჩქარით. მოწყობილობა იღებს ინოვაციურ დიზაინს Nyquist– ის მეორე და მესამე ჯგუფებში, მხარს უჭერს სიგნალის გადაცემას და შეუძლია რადიოსიხშირული სიგნალების სინთეზირება 3GHz– მდე გამოსასვლელი სიხშირით. გაზომვის შედეგები გადაამოწმებს DAC– ის მუშაობას.
RF გადამცემის ტრადიციული არქიტექტურა
ბოლო რამდენიმე ათწლეულის განმავლობაში, სუპერჰეტეროდინული დიზაინის მისაღწევად გამოიყენებოდა გადამცემის ტრადიციული არქიტექტურა, ადგილობრივი ოსილატორის (LO) და მიქსერის გამოყენებით შუალედური სიხშირის (IF) წარმოქმნის მიზნით. მიქსერი, როგორც წესი, ქმნის ორი გამოსახულების სიხშირეს (ე.წ. გვერდითი ზოლები) LO– ს მახლობლად და სასარგებლო სიგნალს იღებს ერთ – ერთი გვერდითი ზოლის გაფილტვნით. თანამედროვე უკაბელო გადაცემის სისტემები, განსაკუთრებით საბაზო სადგურის (BTS) გადამცემები, ძირითადად ასრულებენ I და Q კვადრატულ მოდულაციას ბაზის ზოლის ციფრული მოდულაციის სიგნალებზე.
0 ტრადიციული RF გადამცემის არქიტექტურა
ბოლო რამდენიმე ათწლეულის განმავლობაში, სუპერჰეტეროდინული დიზაინის მისაღწევად გამოიყენებოდა გადამცემის ტრადიციული არქიტექტურა, ადგილობრივი ოსილატორის (LO) და მიქსერის გამოყენებით შუალედური სიხშირის (IF) წარმოქმნის მიზნით. მიქსერი, როგორც წესი, ქმნის ორი გამოსახულების სიხშირეს (ე.წ. გვერდითი ზოლები) LO– ს მახლობლად და სასარგებლო სიგნალს იღებს ერთ – ერთი გვერდითი ზოლის გაფილტვნით. თანამედროვე უკაბელო გადაცემის სისტემები, განსაკუთრებით საბაზო სადგურის (BTS) გადამცემები, ძირითადად ასრულებენ I და Q კვადრატულ მოდულაციას ბაზის ზოლის ციფრული მოდულაციის სიგნალებზე.
სურათი 1. უსადენო გადამცემის არქიტექტურა.
კვადრატურა IF გადამცემი
კომპლექსური ბაზის ზოლის ციფრულ სიგნალს აქვს ორი გზა საბაზისო ზოლში: I და Q. ორი სიგნალის ბილიკის გამოყენების უპირატესობა ის არის, რომ ანალოგური კვადრატული მოდულატორის (MOD) გამოყენებისას ორი რთული IF სიგნალის სინთეზისთვის, IF გვერდითი ზოლები ერთ – ერთი გამოირიცხება. ამასთან, I და Q არხების ასიმეტრიის გამო, მოდულატორის გამოსახულების სიხშირე სრულყოფილად არ იქნება კომპენსირებული. I კვადრატული IF არქიტექტურა ნაჩვენებია ნახაზზე 1 (B). ფიგურაში გამოიყენება ციფრული კვადრატურის მოდულატორი და LO რიცხობრივად კონტროლირებადი ოსილატორი (NCO) I და Q ბაზის ზოლის სიგნალების ინტერპოლაციისთვის (კოეფიციენტი R) და მათი მოდულირებისთვის პოზიტიურად IF გადამზიდის გადაცემისათვის. შემდეგ, ორმაგი DAC გარდაქმნის ციფრულ I და Q IF მატარებლებს ანალოგურ სიგნალებად და უგზავნის მათ მოდულატორს. უსარგებლო გვერდითი ზოლების ჩახშობის კიდევ უფრო გაზრდის მიზნით, სისტემა ასევე იყენებს bandpass ფილტრს (BPF).
Zero-IF გადამცემი
ნულოვანი შუალედური სიხშირის (ZIF) გადამცემში, რომელიც ნაჩვენებია ნახაზზე 1 (A), ბაზალური ზოლის ციფრული კვადრატული სიგნალი ინტერპოლირდება ფილტრაციის მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად; შემდეგ ის იგზავნება DAC- ში. კვადრატული ანალოგური გამომავალი DAC ასევე ეგზავნება ანალოგური კვადრატის მოდულატორს ბაზის ზოლში. იმის გამო, რომ მთლიანი მოდულირებული სიგნალი გარდაიქმნება RF გადამზიდველად LO სიხშირით, ZIF არქიტექტურა ნამდვილად ხაზს უსვამს კვადრატული შერევის "ხიბლს". ამასთან, იმის გათვალისწინებით, რომ I და Q ბილიკები არ არის იდეალური ბილიკები, როგორიცაა LO გაჟონვა და ასიმეტრია, შეიქმნება ინვერსიული სიგნალის სურათები (განლაგებული გადაცემული სიგნალის დიაპაზონში), რის შედეგადაც ხდება სიგნალის შეცდომები. მრავალ გადამზიდავ გადამცემში, გამოსახულების სიგნალი შეიძლება ახლოს იყოს გადამზიდველთან, რამაც გამოიწვია ჯგუფური ყალბი გამოსხივება. უსადენო გადამცემები ხშირად იყენებენ რთულ ციფრულ პრედისტორციას, ამგვარი დეფექტების კომპენსაციისთვის.
დიაგრამა 1 (D) - ში ნაჩვენები RF გადამყვანი პირდაპირი გადამცემიდან ციფრულ დომენში გამოიყენება კვადრატული დემოდულატორი, ხოლო LO იცვლება NCO, ასე რომ I და Q არხებში მიიღება თითქმის სრულყოფილი სიმეტრია და არსებობს ძირითადად არ არის LO გაჟონვა. ამიტომ, ციფრული მოდულატორის გამომავალი არის ციფრული RF გადამზიდავი, რომელიც იგზავნება ულტრა ჩქარი DAC- ით. მას შემდეგ, რაც DAC გამომავალი არის დისკრეტული დროის სიგნალი, წარმოიქმნება aliased გამოსახულების სიხშირე, DAC საათის სიხშირის ტოლი (CLK). BPF ფილტრავს DAC– ს გამომავალს, ირჩევს RF გადამზიდავს და შემდეგ აგზავნის მას ცვლადის მომატების გამაძლიერებელთან (VGA).
მაღალი IF გადამცემი
RF- ს პირდაპირი გარდაქმნის გადამცემებს ასევე შეუძლიათ გამოიყენონ ეს მეთოდი უფრო მაღალი შუალედური სიხშირის ციფრული მატარებლების წარმოსაქმნელად, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახაზზე 1 (C). აქ, DAC გარდაქმნის ციფრულ შუალედურ სიხშირეს ანალოგური შუალედური სიხშირის მატარებლად. DAC- ის შემდეგ, გამოიყენეთ ზოლის გამშვები ფილტრის სიხშირის შერჩევის მახასიათებელი შუალედური სიხშირის გამოსახულების სიხშირის გასაფილტრად. შემდეგ საჭირო შუალედური სიხშირის სიგნალი ეგზავნება მიქსერს ორი გვერდითი ზოლის წარმოსაქმნელად, სადაც IF სიგნალი ერევა LO- ს და იფილტრება სხვა bandpass ფილტრის მიერ, საჭირო RF გვერდითი ზოლის მისაღებად.
ცხადია, RF პირდაპირი კონვერტაციის არქიტექტურა მოითხოვს მინიმალურ აქტიურ კომპონენტებს. იმის გამო, რომ FPGA ან ASIC ციფრული კვადრატული მოდულატორით და NCO გამოიყენება ანალოგური კვადრატული მოდულატორის და LO– ს შესაცვლელად, RF– ის პირდაპირი სიხშირის გარდაქმნის არქიტექტურა თავიდან აცილებს I და Q არხების დისბალანსის შეცდომას და LO– ს გაჟონვას. გარდა ამისა, იმის გამო, რომ DAC– ის შერჩევის სიჩქარე ძალიან მაღალია, უფრო ადვილია ფართოზოლოვანი სიგნალების სინთეზი, ხოლო ფილტრაციის მოთხოვნების დაკმაყოფილების უზრუნველყოფა.
მაღალი ხარისხის DAC არის ძირითადი კომპონენტი RF პირდაპირი კონვერტაციის არქიტექტურისთვის, ტრადიციული უკაბელო გადამცემის ჩასანაცვლებლად. DAC საჭიროებს 2GHz ან მეტი რადიოსიხშირული გადამზიდველის წარმოებას, ხოლო დინამიურმა შესრულებამ უნდა მიაღწიოს სხვა არქიტექტურის მიერ მოწოდებულ საბაზისო ან შუალედურ სიხშირის მაჩვენებელს. MAX5879 არის ისეთი მაღალი ხარისხის DAC.
MAX5879 DAC– ის გამოყენება RF– ის პირდაპირი კონვერტაციის გადამცემის რეალიზებისთვის
MAX5879 არის 14 ბიტიანი, 2.3Gsps RF DAC, 2GHz– ზე მეტი გამომავალი გამტარობით, ულტრა დაბალი ხმაურით და დაბალი ყალბი მუშაობით და შექმნილია RF პირდაპირი გადამყვანი გადამცემებისთვის. მისი სიხშირის რეაგირება (სურათი 2) შეიძლება განისაზღვროს იმპულსის რეაგირების შეცვლით, ხოლო Nyquist ჯგუფის პირველი გამოსასვლელისთვის გამოიყენება ნულოვან რეჟიმში დაბრუნება (NRZ). RF რეჟიმი ფოკუსირებულია Nyquist– ის მეორე და მესამე ჯგუფების გამომავალ ენერგიაზე. ნულოვანზე დაბრუნება (RZ) რეჟიმი უზრუნველყოფს ბრტყელ რეაგირებას მრავალჯერადი Nyquist ჯგუფში, მაგრამ უფრო დაბალ გამომავალ ენერგიას. MAX5879- ის უნიკალური მახასიათებელია RFZ რეჟიმი. RFZ რეჟიმი არის "ნულოვანი შევსების" რადიოსიხშირული რეჟიმი, ამიტომ DAC შეყვანის სინჯის სიჩქარე სხვა რეჟიმების ნახევარია. ეს რეჟიმი ძალიან სასარგებლოა ქვედა გამტარობის სიგნალების სინთეზისთვის და შეუძლია გამოყოს მაღალი სიხშირის სიგნალები მაღალი რიგის Nyquist ჯგუფში. ასე რომ, MAX5879 DAC შეიძლება გამოყენებულ იქნას მოდულირებული მატარებლების სინთეზისთვის, რომლებიც აღემატება მის სინჯის აღებას, მხოლოდ 2 + გიგაჰერციანი ანალოგური გამომავალი გამტარობით შეზღუდული.
სურათი 2. MAX5879 DAC– ის სიხშირეზე რეაგირების არჩევითი მახასიათებლები. MAX5879 შესრულების ტესტი აჩვენებს, რომ 4-გადამზიდავი GSM სიგნალის ინტერმოდულაციური დამახინჯება 74dB- ზე მეტია 940MHz (სურათი 3); 2.1 გჰც-ზე, 4-გადამზიდავი WCDMA სიგნალის მიმდებარე არხის გაჟონვის სიმძლავრის კოეფიციენტი (ACLR) 67dB (სურათი 4); 2.6 გჰც-ზე, 2 გადამზიდავი LTE- ის ACLR არის 65dB (სურათი 5). DAC ამ შესრულებით შეუძლია ხელი შეუწყოს სხვადასხვა ციფრული მოდულაციის სიგნალების პირდაპირ ციფრულ სინთეზს მრავალნიკვისტული სიხშირის დიაპაზონში და შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც სტანდარტული აპარატურა მრავალ სტანდარტიანი, მრავალენოვანი უკაბელო საბაზო სადგურის გადამცემებისთვის.
სურათი 3. MAX5879 4-გადამზიდი GSM შესრულების ტესტი, 940MHz და 2.3Gsps (პირველი Nyquist band).
სურათი 4. MAX5879 4-გადამზიდავი WCDMA შესრულების ტესტი, 2140MHz და 2.3Gsps (Nyquist- ის მეორე ზოლი).
სურათი 5. MAX5879 2-გადამზიდი LTE შესრულების ტესტი, 2650MHz და 2.3Gsps (Nyquist- ის მესამე ზოლი).
RF პირდაპირი კონვერტაციის გადამცემის პროგრამა
MAX5879 DAC– ს ასევე შეუძლია ერთდროულად გადაიტანოს მრავალი მატარებელი Nyquist ჯგუფში. ეს ფუნქცია ამჟამად გამოიყენება საკაბელო ტელევიზიის ჩამტვირთავი გადაცემის რგოლში, QAM– ის მრავალჯერადი მოდულირებული სიგნალების 50 მჰც – დან 1000 მეგაჰერციანი სიხშირის დიაპაზონში გასაგზავნად. ამ პროგრამისთვის, გადამზიდავი სიმკვრივე, რომელსაც მხარს უჭერს RF პირდაპირი გარდაქმნის გადამცემი, 20-30 ჯერ მეტია ვიდრე სხვა გადამცემი არქიტექტურისა. გარდა ამისა, იმის გამო, რომ ერთი ფართოზოლოვანი RF პირდაპირი კონვერტაციის გადამცემი ცვლის მრავალ უკაბელო გადამცემს, საკაბელო ტელევიზიის წინა ნაწილის ენერგიის მოხმარება და ფართობი მნიშვნელოვნად შემცირდა.
RF პირდაპირი კონვერსიის გადამცემი, რომელიც დაფუძნებულია MAX5879- ზე, შეიძლება გამოყენებულ იქნეს ფართოზოლოვანი და მაღალი სიხშირის გამომავალი პროგრამებისთვის. მაგალითად, ჭკვიანი ტელეფონებისა და პლანშეტური კომპიუტერების პოპულარობის ზრდასთან ერთად, უსადენო ბაზის სადგურებს უფრო ფართო სიხშირის ზოლი დასჭირდება. ეჭვგარეშეა, რომ ამჟამინდელი გადამცემები, რომლებიც ამგვარ მოწყობილობებს მხარს უჭერენ, თანდათან ჩაანაცვლებს RF- ს პირდაპირი გარდაქმნის გადამცემებს, რომლებიც ეფუძნება მაღალი ხარისხის RF DAC- ებს (მაგალითად, MAX5879).
რომ შევაჯამოთ
RF DAC– ზე დაფუძნებულ გადამცემს აქვს გადაცემის სიგანე, რომელიც სცილდება ტრადიციულ არქიტექტურას დინამიური მუშაობის დაკარგვის გარეშე. მისი განხორციელება შესაძლებელია FPGA ან ASIC გამოყენებით, ანალოგური კვადრატული მოდულატორებისა და LO სინთეზატორების საჭიროების აღმოფხვრა, რითაც გააუმჯობესებს უკაბელო გადამცემების სქესის საიმედოობას. ეს სქემა მნიშვნელოვნად ამცირებს კომპონენტების რაოდენობას და უმეტეს შემთხვევაში ასევე ამცირებს სისტემის ენერგიის მოხმარებას.
ჩვენი სხვა პროდუქტი:
