Краткий ответ по планированию
Задайте полные входные и выходные полосы и мгновенную полосу на названных плоскостях отсчета, затем рассчитайте суммы и разности RF, LO и ПЧ на всех краях. Положение LO выбирают, только если зеркало, прямое просачивание и продукты mRF±nLO низких порядков отделяются реальными фильтрами с серийным запасом. Затем замыкают преобразование, NF, P1dB, IP3, фазовый шум, установление и развязку в реальных режимах.
Порядок инженерных решений
| Решение | Необходимые данные | Причина отказа |
|---|---|---|
| Полезное преобразование | Границы входа/выхода, мгновенная полоса, шаг, боковая полоса | LO не покрывает все края с запасом |
| Сторона LO и ПЧ | Зеркала для обеих схем и порядок спектра | Зеркало совпадает с сильной помехой или не фильтруется |
| Архитектура | Одинарное/двойное, IQ или зеркально-подавляющее преобразование | Один каскад не обеспечивает подавление и динамику |
| Гетеродин | Диапазон, уровень, фазовый шум, гармоники, переключение | Допуск уровня нарушает бюджет усиления или линейности |
| Качество сигнала | Передача/потери, NF, P1dB, IP3, EVM | Есть только типовое малосигнальное значение в центре |
Рассчитать полезную и зеркальную полосы по всем краям
Идеальный смеситель создает комбинации |m·fRF±n·fLO|. Для понижения обычно используют |fRF-fLO|, для повышения — fПЧ+fLO либо |fLO-fПЧ|. Требуется расчет всех комбинаций границ RF, LO и ПЧ; центральная частота не доказывает покрытие.
При нижней настройке LO расположен ниже полезной RF-полосы, при верхней — выше. Верхняя настройка с вещественной первой ПЧ меняет порядок частот. Это учитывают в канальном плане, таблицах калибровки и анализе модуляции.
Пример понижающего преобразования
Приемник переводит 3,40–3,80 ГГц RF в 200–600 МГц ПЧ. При фиксированном нижнем LO 3,20 ГГц действует ПЧ=RF-LO: 3,40 ГГц становятся 200 МГц, а 3,80 ГГц — 600 МГц. Зеркальная полоса 2,60–3,00 ГГц дает ту же ПЧ по ПЧ=LO-RFзеркало. Подавление преселектора выводят из максимальной зеркальной помехи, допустимой помехи на выходе и последующего усиления. Верхний LO 4,00 ГГц переносит зеркало в 4,20–4,60 ГГц, но инвертирует порядок полезной RF в ПЧ. Сравнивают реализуемость фильтра, просачивание LO, фазовый шум и перестройку.
Считать подавление зеркала системным требованием
Зеркало — нежелательная входная частота, которая по другой допустимой комбинации смешения попадает в ту же полезную ПЧ. Влияние определяют уровень зеркала, преселекция, отклик смесителя и полоса последующего тракта. Одного типового значения модуля недостаточно.
В IQ- или зеркально-подавляющей схеме компенсацию ограничивают разбаланс амплитуд и квадратуры. Остаточное зеркало задают на той же выходной плоскости, что и полезный сигнал, с учетом частоты, температуры, режима усиления и давности калибровки.
Составить ограниченную таблицу низкопорядковых продуктов
Проверяют вероятные mRF±nLO в заданных диапазонах, гармоники LO, опорные побочные линии синтезатора, интермодуляцию блокирующих сигналов и алиасы тактов. Важны продукты, возбуждаемые реальными сигналами и проходящие реальные полосы, а не бесконечный теоретический перечень.
| Путь | Расчет | Мера |
|---|---|---|
| Полезный продукт | Все края и состояния LO | Отклик и неравномерность |
| Зеркало | Зеркальная полоса для каждого LO | Преселекция и IQ-подавление |
| Просачивание LO | LO на плоскостях RF и ПЧ | Развязка, фильтр, экранирование |
| 2RF±LO / RF±2LO | Пересечение полезных/защищаемых полос | Ограничение входа, топология, фильтр |
| Двухтоновая IMD | Реальные разнос и мощность | Запас IP3/P1dB и распределение усиления |
Задать LO как полноценный сигнал
Уровень LO меняет коэффициент передачи/потери, компрессию и интермодуляцию. Минимум, номинал и максимум задают на входе LO после делителей, переключателей, кабелей, температуры и рассогласования. Избыточный уровень может увеличить просачивание, самосмешение, DC-смещение, компрессию и нагрузку.
Фазовый шум указывают на отстройках, связанных с каналами и блокерами. Взаимное смешение может перенести его вокруг сильной помехи в полезный канал. Добавляют разрешение, установление, непрерывность фазы, синхронизацию и остаточные линии. RF-LO, LO-ПЧ и RF-ПЧ измеряют раздельно.
Совместно замкнуть усиление, шум и линейность
В приемнике усиление до смесителя улучшает каскадный NF, но уменьшает запас по блокерам. В передатчике усиление после преобразования улучшает относительные LO и зеркало лишь при линейности фильтра и усилителя. P1dB, IP3, выходной шум и EVM проверяют с реальной модуляцией, загрузкой каналов, блокерами и режимом усиления.
Указывают типовые или гарантированные значения и состав тракта. Пассивный смеситель сравним с фильтрованным усиленным модулем только после выравнивания функций и плоскостей.
План проверки
- Калибровать источники и приемники до плоскостей RF, LO и ПЧ.
- Проверить все края и состояния LO, включая инверсию спектра.
- Подать рассчитанную зеркальную полосу с реальными уровнями.
- Измерить преобразование, согласование и развязку портов.
- Искать побочные продукты в заданных диапазонах RF, LO и блокеров.
- Измерить P1dB и двухтоновую IMD с реальным разносом.
- Проверить фазовый шум, установление и переходные процессы.
- Повторить по температуре, питанию и усилению; разделить характеризацию и приемку.
Типовые ошибки
- Выбор ПЧ только по центральной частоте.
- Пропуск инверсии спектра при верхнем LO.
- Заявление подавления зеркала без уровня и плоскости.
- Проверка только номинального уровня LO.
- Прямое сравнение пассивного смесителя и модуля с усилением/фильтром.
- Отсутствие проверки низкопорядкового смешения и LO на защищаемых интерфейсах.
Минимум для RFQ и приемки
- Входные/выходные полосы, мгновенная полоса, шаг и защитные интервалы
- Нужный продукт суммы/разности, боковая полоса, допустимость инверсии
- Диапазон LO, допуск, фазовый шум, гармоники и установление
- Зеркальные полосы и требуемое системное подавление
- Блокеры и низкопорядковые продукты
- Преобразование, NF, P1dB, IP3 и EVM на заданных плоскостях
- Пределы просачивания RF-LO, LO-ПЧ и RF-ПЧ
- Ответственность фильтров, температура, питание, управление и данные
