Na 'n paar jaar se ontwikkeling het radiosenders geleidelik oorgegaan van eenvoudige IF-transmissie-argitektuur na kwadratuur-IF-senders en nul IF-senders. Hierdie argitekture het egter steeds beperkings. Die nuutste radio-direkte omskakelaar kan die beperkings van tradisionele senders oorkom. In hierdie artikel word die kenmerke van verskillende transmissie-argitekture in draadlose kommunikasie vergelyk. Die RF-direkte omskakelaar gebruik 'n hoë-prestasie digitale-na-analoog-omskakelaar (DAC), wat ooglopende voordele het bo tradisionele tegnologieë. Die direkte omskakelaar vir RF het ook sy eie uitdagings, maar dit baan die weg vir die verwesenliking van 'n ware sagteware-radio-oordragargitektuur.
RF DAC, soos 14-bis 2.3Gsps MAX5879, is die belangrikste stroombaan van RF direkte omskakelingsargitektuur. Hierdie DAC kan uitstekende valse en geraasprestasie binne 'n bandbreedte van 1 GHz lewer. Die toestel neem innoverende ontwerp in die tweede en derde Nyquist-bande aan, ondersteun seinuitsending en kan radiofrekwensie-seine met 'n uitsetfrekwensie van tot 3GHz sintetiseer. Die meetresultate bevestig die prestasie van die DAC.
Tradisionele RF-sender argitektuur
Gedurende die afgelope dekades word tradisionele sender-argitektuur gebruik om superheterodynontwerp te bereik, met behulp van plaaslike ossillator (LO) en menger om intermediêre frekwensie (IF) te genereer. Die menger genereer gewoonlik twee beeldfrekwensies (genaamd sybande) naby die LO, en verkry 'n nuttige sein deur een van die sybande uit te filter. Moderne draadlose transmissiestelsels, veral basisstasiesenders (BTS), voer meestal I- en Q-kwadratuurmodulasie uit op digitale basismodule seine.
0Tradisionele RF-sender argitektuur
Gedurende die afgelope dekades word tradisionele sender-argitektuur gebruik om superheterodynontwerp te bereik, met behulp van plaaslike ossillator (LO) en menger om intermediêre frekwensie (IF) te genereer. Die menger genereer gewoonlik twee beeldfrekwensies (genaamd sybande) naby die LO, en verkry 'n nuttige sein deur een van die sybande uit te filter. Moderne draadlose transmissiestelsels, veral basisstasiesenders (BTS), voer meestal I- en Q-kwadratuurmodulasie uit op digitale basismodule seine.
Figuur 1. Draadlose sender-argitektuur.
Kwadratuur IF-sender
Die komplekse digitale band se sein het twee weë in die basisband: I en Q. Die voordeel van die gebruik van twee seinweë is dat wanneer 'n analoog kwadratuurmodulator (MOD) gebruik word om twee komplekse IF-seine te sintetiseer, word een van die IF-sybande uitgeskakel. As gevolg van die asimmetrie van die I- en Q-kanale, sal die beeldfrekwensie van die modulator egter nie perfek verreken word nie. Hierdie kwadratuur-IF-argitektuur word in Figuur 1 (B) getoon. In die figuur word 'n digitale kwadratuurmodulator en LO-numeriese beheerde ossillator (NCO) gebruik om die I- en Q-basisbandseine (koëffisiënt R) te interpoleer en na positiewe Hand-over IF-draer te moduleer. Dan skakel die dubbele DAC die digitale I- en Q IF-draers om in analoogseine en stuur dit na die modulator. Om die onderdrukking van nuttelose sybande verder te verhoog, gebruik die stelsel ook 'n banddeurlaatfilter (BPF).
Nul-as-sender
In die zero-intermediêre frekwensie (ZIF) sender wat in Figuur 1 (A) getoon word, word die basisband digitale kwadratuursein geïnterpoleer om aan die filtervereistes te voldoen; dan word dit na die DAC gestuur. Die kwadratuur analoog-uitset van die DAC word ook na die analoog kwadratuurmodulator aan die basisband gestuur. Omdat die hele gemoduleerde sein met 'n LO-frekwensie na 'n RF-draer omgeskakel word, beklemtoon die ZIF-argitektuur die "bekoring" van kwadratuurmenging. Aangesien die I- en Q-bane egter nie ideale bane is nie, soos LO-lekkasie en asimmetrie, sal omgekeerde seinbeelde (wat binne die omvang van die gestuurde sein is) gegenereer word, wat seinfoute tot gevolg het. In 'n multi-draersender kan die beeldsein naby die draer wees, wat in-band vals bestraling kan veroorsaak. Draadlose senders gebruik dikwels komplekse digitale vervorming om sulke defekte te vergoed.
In die RF-direkte omskakelaar wat in Figuur 1 (D) getoon word, word 'n kwadratuurdemodulator in die digitale domein gebruik, en die LO word vervang deur 'n NCO, sodat byna perfekte simmetrie in die I- en Q-kanale verkry word, en daar is basies geen LO-lekkasie nie. Daarom is die uitset van die digitale modulator 'n digitale RF-draer wat na die ultra-vinnige DAC gestuur word. Aangesien die DAC-uitset 'n diskrete tydsein is, word 'n alias beeldfrekwensie gelyk aan die DAC-klokfrekwensie (CLK) gegenereer. Die BPF filter die DAC-uitvoer, kies die RF-draer en stuur dit dan na die versterker met veranderlike versterking (VGA).
Hoë IF-sender
Senders met direkte omskakeling van RF kan ook hierdie metode gebruik om digitale draers met hoër intermediêre frekwensie te genereer, soos getoon in Figuur 1 (C). Hier skakel die DAC die digitale intermediêre frekwensie om in 'n analoog intermediêre frekwensiedraer. Gebruik die frekwensiekeuse van die banddeurlaatfilter na die DAC om die beeldfrekwensie van die tussenfrekwensie uit te filter. Dan word die vereiste tussenfrekwensie sein na die menger gestuur om twee sybande te genereer waar die IF-sein met die LO gemeng word en deur 'n ander banddeurlaatfilter gefiltreer word om die vereiste RF-syband te verkry.
Dit is duidelik dat die RF-direkte omskakelingsargitektuur minimale aktiewe komponente benodig. Omdat FPGA of ASIC met digitale kwadratuurmodulator en NCO gebruik word om analoog kwadratuurmodulator en LO te vervang, vermy die RF-frekwensie-omskakelingsargitektuur die wanbalansfout van I- en Q-kanale en LO-lekkasie. Omdat die bemonsteringsnelheid van die DAC baie hoog is, is dit ook makliker om breëbandseine te sintetiseer, terwyl daar ook aan die filtervereistes voldoen word.
Die hoëprestasie-DAC is 'n sleutelkomponent vir die RF-omskakelingsargitektuur om die tradisionele draadlose sender te vervang. Die DAC moet 'n radiofrekwensie-draer van tot 2 GHz of hoër genereer, en die dinamiese werkverrigting moet die basis- of intermediêre frekwensie-prestasie wat deur ander argitekture verskaf word, bereik. MAX5879 is so 'n hoëprestasie-DAC.
Gebruik MAX5879 DAC om RF Direkte omskakelaar te realiseer
Die MAX5879 is 'n 14-bis, 2.3Gsps RF DAC met 'n uitvoerbandbreedte van meer as 2 GHz, ultra lae geraas en lae vals prestasie, en is ontwerp vir direkte omskakelaars van RF. Die frekwensierespons daarvan (Figuur 2) kan ingestel word deur die impulsrespons daarvan te verander, en die non-return-to-zero (NRZ) modus word gebruik vir die eerste Nyquist-banduitset. Die RF-modus fokus op die uitsetkrag van die tweede en derde Nyquist-bande. Die terugkeer-tot-nul-modus (RZ) bied plat reaksie in verskeie Nyquist-bande, maar laer uitsetkrag. Die unieke kenmerk van MAX5879 is die RFZ-modus. Die RFZ-modus is 'n "zero-vulling" radiofrekwensie-modus, dus is die DAC-insetmonstersnelheid die helfte van die ander modusse. Hierdie modus is baie handig om seine met 'n laer bandwydte te sintetiseer en kan hoëfrekwensie-seine in die hoë-orde Nyquist-band uitvoer. Dus kan die MAX5879 DAC gebruik word om gemoduleerde draers te sintetiseer wat die monsternemingstempo oorskry, slegs beperk deur die 2 + GHz analoog-uitvoerbandbreedte.
Figuur 2. Kiesbare frekwensie-reaksie-eienskappe van die MAX5879 DAC. MAX5879 prestasietoets toon dat die intermodulasie vervorming van die 4-draer GSM sein groter is as 74dB by 940MHz (Figuur 3); by 2.1 GHz is die aangrensende kanaallekkragverhouding (ACLR) van die 4-draer WCDMA sein 67dB (Figuur 4); by 2.6 GHz, is die ACLR van LTE met 2 draers 65 dB (Figuur 5). Die DAC met hierdie opvoering kan die direkte digitale sintese van verskillende digitale modulasie-seine in die multi-Nyquist-frekwensieband ondersteun, en kan gebruik word as 'n algemene hardeware vir multistandaard-multiband-draadlose basisstasiesenders.
Figuur 3. MAX5879 GSM-prestasietoets met vier draers, 4MHz en 940Gsps (eerste Nyquist-band).
Figuur 4. MAX5879 WCDMA-prestasietoets met vier draers, 4MHz en 2140Gsps (tweede Nyquist-band).
Figuur 5. MAX5879 LTE-prestasietoets met 2 draers, 2650MHz en 2.3Gsps (derde Nyquist-band).
RF direkte omskakeling sender aansoek
Die MAX5879 DAC kan ook verskeie draers in die Nyquist-band gelyktydig oordra. Hierdie funksie word tans gebruik in die downlink-oordragskakel van kabeltelevisie om meerdere QAM-gemoduleerde seine in die 50MHz tot 1000MHz frekwensieband te stuur. Vir hierdie toepassing is die draerdigtheid wat deur die direkte omskakelaar van RF ondersteun word, 20-30 keer dié van ander transmissie-argitekture. Daarbenewens word die kragverbruik en die area van die kabel-TV-voorkant aansienlik verminder omdat 'n enkele breëband-RF-direkte-omskakelaar baie draadlose senders vervang.
RF direkte omskakeling senders gebaseer op MAX5879 kan gebruik word vir breëband en hoë frekwensie uitset toepassings. Met die toenemende gewildheid van slimfone en tabletrekenaars, sal draadlose basisstasies byvoorbeeld 'n wyer frekwensieband benodig. Daar is geen twyfel dat die huidige senders wat sulke toestelle ondersteun, geleidelik vervang sal word deur direkte RF-omskakelaars wat gebaseer is op hoëprestasie-RF DAC's (soos MAX5879).
om op te som
Die RF DAC-gebaseerde sender het 'n transmissiebandwydte wat baie hoër is as die tradisionele argitektuur sonder verlies aan dinamiese werkverrigting. Dit kan geïmplementeer word met behulp van FPGA of ASIC, wat die behoefte aan analoog kwadratuurmodulatoren en LO-sintetiseerders uitskakel, waardeur die betroubaarheid van draadlose senders Sex verbeter word. Hierdie skema verminder ook die aantal komponente aansienlik en verminder in die meeste gevalle ook die stelsel se kragverbruik.
Ons ander produk:
