標籤:科技發射機

a transmitter circuit, 發射機就是可以將信號按一定頻率發射出去的裝置。是一個比較籠統的概念。廣泛應用與電視,廣播,雷達等各種民用,軍用設備。主要可分為調頻發射機,調幅發射機,光發射機,哈里斯發射機等多種類型。

1起源

上世紀80年代初開始商用的以模擬技術為主要特徵的移動通信系統被稱為第一代移動通信系統;90年代人們普遍使用的以GSM和IS-95為代表的數字移動通信系統被稱為第二代移動通信系統;而被命名為IMT-2000的以智能移動通信技術為主要特徵的新一代移動通信系統被稱為第三代移動通信系統。與前兩代系統相比,3G系統有更大的容量、更好的通信質量、更高的頻帶利用率,這些特點使得它能為高速和低速移動用戶提供話音、數據、會議電視及多媒體等多種業務。而且用戶能在全球範圍內無縫漫遊。

2發展

1992年,世界無線電會議(WRC)在2GHz附近分配了一個頻段,隨後,國際電信聯盟無線通信部(ITU-R)開始著手定義一份3G系統的要求清單,為滿足這些要求提出了許多技術:包括WCDMA、OFDM、TDSCDMA和ODMA。第三代合作夥伴項目(3GPP)的技術實體被指定分析這些提議的技術。這項工作的結果是,WCDMA成為了3G系統最傾向於採用的技術。3GPP曾經寫過一個技術規範,其中的25.101章包括了WCDMA移動終端RF硬體部分的核心性能要求。

3工作模式

3GPP定義了WCDMA終端兩種可選擇的工作模式:
頻分復用模式[FDD]:
·物理通道由兩個參數確定:RF通道號和通道碼
·適合快速移動應用
·上行和下行鏈路在頻域分開
·下行鏈路比上行鏈路容量大
·上行和下行鏈路都是100%的占空比
時分復用模式[TDD]:
·物理通道由三個參數確定:RF通道號、通道碼和時隙
·適合室內或慢速移動應用
·上行和下行鏈路具有相似的容量並佔用相同的通道
·上行和下行鏈路都有DTx
DTX(不連續傳輸)是一種用於優化無線語音通信系統效率的方法,這種方法在沒有語音輸入的時候隨時的關閉移動或攜帶型電話。典型的2路通話中,每一方說話的時間都略小於總時間的一半,所以如果發射機只在存在語音輸入的時候打開,電話工作的占空比就可以小於50%。
這種情況能夠節約電池能量、減輕發射機元件的工作負擔、使通道更加空閑,允許系統利用空閑帶寬與其它信號共享通道。DTX利用語音活動檢測(VAD)電路工作,在無線發射機中有時稱作工作語音傳輸(VOX)。
3GPP還規範了FDD終端使用僅60MHz帶寬,雙工間隔為190MHz:2110MHz-2170MHz用於移動RX,1920MHz-1980MHz用於移動TX。

4原理

在討論WCDMA發射機之前,本部分對CDMA的原理進行簡單的概述。CDMA系統使用的信號擴展方式為「直接序列」擴展方式。為了擴展信號,CDMA系統用一個獨特的、稱作擴展碼的編碼乘以未調製的基帶數據,編碼中含有一定數量的碼片。
產生的擴展數據被調製到載波上用於發射,被調製的載波帶寬受擴頻編碼碼片速率的直接影響。WCDMA使用3.84MHz的碼片速率,產生帶寬很寬的發射頻譜,因此使用「寬頻」一詞。
為了提取原始信息,CDMA接收機解調信息載波並使用相關器(帶有原始發射機擴頻碼)重新生成(解擴)想要的信號。被提取的數據通過一個窄帶的帶通濾波器后根據需要進行進一步處理。

5規範要求

3GPP規範了FDD3G移動終端Rx/Tx的電氣規範要求。在討論WCDMA發射機的要求之前,這部分將描述幾個關鍵的發射機參數以及它們在發射機設計中的重要性。
鄰近通道功率比[ACPR]:ACPR度量了干擾或者說是相鄰頻率通道功率的大小。通常定義為相鄰頻道(或偏移)內平均功率與發射信號頻道內的平均功率之比,ACPR描述了由於發射機硬體非線性造成的失真大小。
ACPR對於WCDMA發射機來說是至關重要的,因為CDMA調製在調製載波中產生緊密相鄰的頻譜成分。這些成分的互調製導致中心載波兩側頻譜的再生,發射機的非線性將使這些頻譜再生成分進入相鄰通道。
誤差向量幅度[EVM]:誤差向量(包括幅度和相位的失量)是在一個給定時刻理想無誤差基準信號與實際發射信號的向量差。
因為在每個符號變化時它也在不斷的變化,這個新的參數(EVM)定義為誤差向量在一段時間內的RMS值。
EVM對於WCDMA發射機性能也是十分重要的,因為它表示了發射信號的調製質量。大EVM值將導致糟糕的檢測精度,從而降低收發機的性能。
頻率誤差:規定的載波頻率和實際載波頻率之差。由於引起鄰通道干擾和低質量檢測精度,大的頻率誤差降低了收發機的性能。
雜散和諧波:雜散是發射機中不同的信號組合產生的信號,諧波是發射機的非線性特性產生的失真產物。諧波產生在發射信號頻率的整數倍頻率上。定義了一些關鍵的發射機參數以後,我們現在列出了規範和設計3GWCDMA發射機終端的一些重要的要求。

6解析

WCDMA無線射頻方面整機指標相對2G來講嚴格了很多,主要表現在信號的純度(泄露)、高動態範圍、調製帶寬(5MHz)、複雜的碼域分析。為了實現整機的外部表現滿足協議規範要求,系統內個模塊的指標分配非常重要。因此在研發階段單板和主要器件的各項指標要求更為苛刻。Maxim提供多種WCDMA發射機IC,覆蓋了大部分通用頻率範圍,在此選用了其中的一個方案作為例子,見圖。
WCDMA 超外差發射機
本發射機是完整WCDMA收發機參考設計的一部分,包含4個主要的IC:
MAX2388 接收前端
MAX2309 IF 正交解調器
The MAX2363 正交調製器/上變頻器發射IC
The MAX2291 RF功率放大器
發射機硬體採用380MHz的IF和1920MHz到1980MHz的Tx頻率。雙工器通過將Tx通道(與Rx通道)連接到天線實現全雙工工作。
在Tx電路後端,MAX2363接收基帶傳送的I、Q差分信號作為輸入、進行正交調製、IF和RFLO頻率合成以及RF上變頻。IFLO由內部VCO和PLL合成,頻率為760MHz。外部RFVCO模塊提供的-7dBm信號以高端注入方式輸入MAX2363上變頻器。片上RF驅動器使晶元能夠直接驅動外部PA。
在Tx電路前端,晶元級封裝的線性PA(MAX2291)在本應用中提供28dB的增益,輸出功率達+28dBm。由於PA之後的插入損耗大約為4dB,系統實現的最大天線輸出為24dBm。
完全進入工作狀態以後,WCDMA系統大多數時間都工作在中等功率下而不是全功率。MAX2291提供了兩種輸出功率的優化模式用於滿足這個需求,延長了通話時間,同時具有下列預期的性能:
Vcc為3.5VDC,高功率模式下測得:
Pout=28dBm
頻率=1.95GHz
ACP1=-39dBc(在5MHz偏移測得,3.84MHz帶寬)
功率附加效率=37%
待機電流Icc=97mA
Vcc為3.5VDC,低功率模式下測得:
Pout=16dBm
頻率=1.95GHz
ACP1=-38dBc(在5MHz偏移測得,3.84MHz帶寬)
功率附加效率=14%
待機電流Icc=30mA
前邊給出的3GPP規範規定WCDMA發射機輸出的功率必須在+24dm到-50dBm之間以滿足要求的74dB動態範圍。v1.0參考設計板設計為80dB的動態範圍,留出了一些余量。

7文獻解釋

1、作為標準機或稱為發射機,其它機器作為接收機,利用硬碟保護卡的網路傳輸功能完成系統文件和常用軟體的安裝.作為股權投資的一種,風險投資的期限一般較長
文獻來源
2、無線報警系統由兩部分組成,一部分是無線發射系統,被稱為發射機,另一部分是無線接收系統,被稱為接收機.它們都是利用單片機控制實現無線發射及無線接收的.發射機放在用戶的隱蔽處,一旦出現警情,自動發射高頻無線電載波電碼
文獻來源
3、其中,產生調製載波,並將遙感數據調製到發射頻段的這部分設備,我們稱為發射機.傳統方式的發射機由多個部件組成:中頻調製器、中頻本振源、變頻器本振源、上變頻器以及必需的濾波器、隔離器等
文獻來源
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