لینک پرداخت و دانلود در "پایین مطلب"
فرمت فایل: word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحات:56
مقدمه:
در طراحی گیرنده معمولاً از مدار آشکارساز استفاده می کنیم. بیشتر مدارهای آشکارساز در حضور نویز یا سیگنالهای تداخلی به خوبی عمل نمی کنند و بسیاری از آنها در صورت کمتر بودن دامنة سیگنال ورودی از چند ولت اصلا کار نمی کنند در صورتی که سیگنال مطلوب در ورودی گیرنده ممکن است شدت میدانی در حدود میکرولت/متر داشته باشد. در صورتیکه rms نویز و شدت سیگنال تداخلی آنتن در حد ولت/متر است. واضح است که هم بهره و هم قدرت انتخاب در جلوی آشکارساز موردنیاز است.
در قسمت گیرنده چون خیلی ضعیف است و دارای نویز نیز میباشد و مدوله شده هم است. بنابراین یک تقویت کننده قرار میدهیم که هم سیگنال دریافتی را تقویت کند و هم نویز را از بین ببرد. چون دامنه سیگنال ورودی در حدود میکروولت است و ما دامنه ای در حدود ولت داریم بنابراین بهرة تقویت کننده باید حدود 106 باشد. بعد از تقویت کننده باید یک فیلتر قرار دهیم تا سیگنال نامطلوب را از بین ببریم.
ساختن مداری به این صورت دو مشکل دارد:
- ساختن فیلتری که بر روی فرکانسهای و … باشد و دارای گین موردنظر باشد مشکل است. یعنی این فیلتر نمی تواند روی باندی وسیع از فرکانسها قرار بگیرد.
- اگر مدار گین بالا داشته باشد و دارای باند باریک نیز باشد به صورت زیر
اگر ترانزیستور بتواند با یک حلقه درست کند این مدار شروع به نوسان می‌کند و در ورودی و قبل از تقویت کننده یک موج سینوسی مستقل از فرکانس داریم که اصلا فرکانس در آن دخالت ندارد.
فرض کنید آشکارساز یک مدار RC باشد.
شکل (1)
یک رابطه باید بین RC و فرکانسها برقرار باشد تا این مدار آشکارساز پوش باشد. یعنی آشکارسازی این مدار بر فرکانس vI و فرکانس carrier بستگی دارد. طراحی آشکارساز بستگی به فرکانس carrier دارد و طراحی آن بر روی باند وسیعی از فرکانس محال است.
ایده: خواسته شد که فیلتر و تقویت کننده بر روی یک فرکانس یکسان ساخته شوند.
بنابراین متوجه می شویم که مشکلات مهمی که در تقویت کننده فرکانس حامل یا RF برگیرنده فرکانس ثابت وجود دارند عبارتند از:
- کنترل نویز خروجی چنانچه به حد کافی از سطح سیگنال ورودی کمتر باشد.
- کنترل غیرخطی عنصر فعال برای جلوگیری از اعوجاج سیگنال و برهم کنش با سیگنال ناخواسته.
- برای جلوگیری از نوسان تقویت کننده باند باریک بهره- بالای طبقه آخر.
علاوه بر مشکلات فوق باید بتوانیم روی باند وسیعی از فرکانس طراحی کنیم.
در ابتدا تصمیم گرفته شد که آشکارساز و کل بهره و قابلیت انتخاب همگی براساس فرکانس- ثابت باشند و همه سیگنالهای مدوله شده ورودی را به یک فرکانس میانی یا IF که ثابت است انتقال دهیم که برای این کار یک گیرنده سوپرهترودین پیشنهاد شد. این گیرنده شامل Mixer است.
ویژگیهای اساسی میکسرها:
میکسرها عموماً برای مالتی پلکس کردن سیگنالهایی با فرکانسهای مختلف در انتقال فرکانسی به کار می رود.
با توجه به اینکه سیگنالهای RF ورودی در فاصلة بسیار نزدیک و متراکم قرار دارند برای فیلتر کردن سیگنال مطلوب به یک فیلتر با Q بسیار بالا نیاز داریم. اما اگر فرکانس سیگنال RF بتواند کاهش یابد یا در میان سیستمهای مخابراتی down convert شده خیلی بیشتر قابل کنترل خواهد بود.
یکی از بهترین سیستمهای شناخته شده down convert گیرندة سوپر هیترودین است که در شکل (2) نمای کلی آن آمده است.
شکل (2) گیرندة سوپرهیترودین شامل میکسر
بعد از دریافت سیگنال RF به وسیله آنتن و تقویت در تقویت کننده (LNA) low- noise یک میکسر که وظیفه آن ضرب سیگنال ورودی که بر روی فرکانس fRF متمرکز شده با یک سیگنال از اسیلاتور محلی با فرکانس مرکزی fLO میباشد. سیگنالی که بعد از میکسر حاصل میشود شامل فرکانسهای میباشد. و بعد از عبور از یک فیلتر پائین گذر سیگنالی با فرکانس پائین تر یعنی به دست میآید که این سیگنال را با عنوان فرکانس میانی (IF) نشان می دهند. که این سیگنال برای پروسه های دیگری مورد استفاده قرار میگیرد.
دو عضو اساسی در میکسرها عبارتند از ترکیب کننده و آشکارساز. ترکیب کننده میتواند از یک تزویجگر جهت دار (directional coupler) با زاویه 90 درجه (یا 180 درجه) استفاده کند.
آشکارسازهای قدیمی یک دیود تنها را به عنوان عنصر غیرخطی به کار می بردند. اما دیودهای دوبل غیرموازی و ترکیبات دیودی تعادلی دوبل بیشتر استفاده میشود.
علاوه بر دیودها، میکسرهای MOSFET , BJT با عدد نویز پائین و گین تبدیل بالا در باند X طراحی شده اند.
مقاله درباره طراحی میکسرها و کاربردهای آنها
