Simplíonn X-Amp ™, Aimplitheoir Nua Gnóthachan Inathraithe 45-dB, 500-MHz (VGA) Dearaí Glacadóra Oiriúnaitheach

Réamhrá Is gnách go dtosaíonn dearadh trealaimh cumarsáide gan sreang le sainmhíniú agus anailís straitéiseach ar shlabhra comhartha. Ní mór Figiúr Torainn (NF), líneacht, saobhadh agus raon dinimiciúil go léir a mheas ag céim luath sa timthriall forbartha táirgí chun sonraíochtaí comhpháirteanna do gach eilimint sa chosán comhartha a aithint i gceart. Ligeann anailís bhuiséid ar shlabhra comhartha do dhearthóirí comhpháirteanna a roghnú go tapa, anailís a dhéanamh ar fheidhmíocht ailtireachtaí dearaidh atá á mbreithniú agus comparáid a dhéanamh eatarthu. Is mó an dúshlán i gcórais cumarsáide soghluaiste, áit ar gá aird ar leith a dhíriú ar na meicníochtaí roghnóireachta speictrim, líneachta agus torainn a bhaineann le bloic chomhartha RF agus IF. Is féidir glacadóirí a dhearadh chun íogaireacht oiriúnaitheach a sholáthar do neart comhartha ag teacht isteach trí ghnóthachan athraitheach a úsáid ag na minicíochtaí IF is ísle, áit a bhfuil sé níos éasca an comhartha spéise a ionramháil. Is gnách go gcuirtear an chuid is mó de grúmaeireacht speictrim (múnlú minicíochta agus scagtha) i bhfeidhm ag na minicíochtaí íochtaracha IF áit ar féidir scagairí pas banda cúng a bhaint amach go héasca trí fheistí SAW, criostail, agus líonraí scagtha RLC eiliminte cnapánach éighníomhach a úsáid. Tar éis roghnú beacht cainéal, is féidir ciorcadóireacht uathoibríoch rialaithe gnóthachain (AGC) a úsáid chun an comhartha a fhaightear a scála go leibhéal inmhianaithe. Tugann dearadh AGC dearadh glacadóra a bhfuil a íogaireacht éagsúil, bunaithe ar an neart comhartha a fuarthas. Laghdaíonn íogaireacht oiriúnaitheach éifeachtaí an achair is gné dhílis de thimpeallachtaí soghluaiste fad-chainéil. Is minic go mbíonn gá le aimplitheoirí gnóthachain inathraithe ardfheidhmíochta chun an raon dinimiciúil riachtanach agus an fheidhmíocht torainn a sholáthar. Cúlra Baineadh úsáid as aimplitheoirí gnóthachain inathraithe (VGAnna) i réimse de threalamh cianbhraite agus cumarsáide le breis agus leathchéad bliain. D'úsáid feidhmchláir ó ultrafhuaime, radar, lidar go cumarsáid gan sreang - agus fiú anailís cainte - gnóthachan athraitheach mar iarracht feidhmíocht dhinimiciúil a fheabhsú. Roghnaíodh gnóthachain luatha trí ghnóthachain aimplitheoir gnóthachain sheasta a athrú chun íogaireacht an ghlacadóra a choigeartú ar bhealach dénártha. D'úsáid cur chun feidhme níos déanaí attenuators céim agus aimplitheoirí gnóthachan seasta ina dhiaidh sin chun raon níos leithne de rialú gnóthachan scoite a bhaint amach. Baineann dearaí nua-aimseartha gnóthachan leanúnach faoi rialú voltais, ag baint úsáide as teicnící analógacha, ar nós modhanna attenuators inathraithe voltais (VVAanna), iolraitheoirí analógacha agus idirpholaiteoirí gnóthachain. Figiúr 1. Ailtireachtaí tipiciúla gnóthachan inathraithe. Úsáidtear ailtireachtaí éagsúla go coitianta chun rialú gnóthachan inathraithe leanúnach agus scoite a sholáthar. Is minic go mbíonn rialú leanúnach gnóthachan analógach de dhíth ar iarratais ar nós rialú gnóthachan uathoibríoch. Baineann na dearaí is simplí úsáid as iolraitheoirí analógacha agus aimplitheoirí maolánacha gnóthachan seasta ina dhiaidh sin. Is minic a bhíonn feidhm rialaithe gnóthachain neamhlíneach i gceist le dearaí den sórt sin a éilíonn calabrú. Ina theannta sin, tá spleáchais teochta agus voltais soláthair ag baint le croíthe an iolraitheora a bhféadfadh droch-chruinneas agus cobhsaíocht an dlí gnóthachain a bheith mar thoradh orthu, chomh maith le héagsúlacht gnóthachain ardmhinicíochta do-ghlactha. Is féidir le dearaí a úsáideann ailtireachtaí réamh-aimplitheoir / attenuator / iar-aimplitheoir oibriú íseal-torainn agus bandaleithead maith a sholáthar, ach is iondúil go mbíonn tascradh tríú ordú ionchuir an-íseal (IIP3) acu, ag teorannú a gcumas feidhmiú i nglacadóirí ard-dinimiciúla. . Baineann aicme eile réitigh úsáid as attenuators inathraithe voltais, agus iar-aimpliú gnóthachan seasta ina dhiaidh sin. Féadann VVAanna feidhm aistrithe tanúcháin cruinn a sholáthar atá líneach i dB, ach is minic is gá cascáid a dhéanamh ar il VVAanna chun raon tanúcháin leordhóthanach a sholáthar. Mar thoradh ar an easghluaiseacht tá íogaireacht mhéadaithe d’athruithe ar an bhfeidhm aistrithe tanúcháin. Uaireanta is gá an comhartha a réamhshamhlú chun foinse na comhartha a mhaolú ó éifeachtaí luchtaithe an VVA, chomh maith le tionchar an attenuator ar fhigiúr torainn a laghdú. Mar thoradh ar an ngnóthachan ard a theastaíonn chun figiúr íseal torainn a thabhairt tá tascradh laghdaithe tríú ordú ionchuir. Figiúr 2. Ailtireacht an AD8367 X-Amp VGA. An AD8367 X-AMP VGA le AGC Ceadaíonn an ailtireacht X-AMP, a tháinig deich mbliana ó shin leis na Feistí Analógacha AD600 agus AD602, (Idirphlé Analógach 26-2, 1992), feidhm rialaithe gnóthachain líneach-in-dB atá go bunúsach neamhspleách ar theocht. Cuimsíonn sé líonra dréimire frithsheasmhach, mar aon le céim aimplitheoir agus idirpholator an-líneach, chun feidhm rialaithe gnóthachain líneach-in-dB leanúnach a sholáthar. Is é an AD8367 (Fíor 2) an ghlúin is déanaí de VGAanna X-AMP. Cuirtear a dhearadh i bhfeidhm ar phróiseas nua dé-chomhlántach-comhlántach-bipolar (XFCB2.0) a sholáthraíonn gnóthachan measartha do na céadta MHz agus líneacht fheabhsaithe ag minicíochtaí níos airde ná mar a bhí ar fáil roimhe seo le gnáthphróiseáil leathsheoltóra. Mar a thaispeánann Figiúr 2, cuirtear an comhartha ionchuir i bhfeidhm ar líonra dréimire resistive 9-céim R-nR, atá deartha chun céimeanna maolaithe 5-dB a tháirgeadh idir sconnaphointí. Baintear rialú réidh gnóthachain trí na pointí sconna a bhrath le céimeanna athraitheacha-tras-seoltachta (gm). Ag brath ar an voltas rialaithe gnóthachain, roghnaíonn idirpholaiteoir na céimeanna atá gníomhach. Mar shampla, má tá an chéad chéim gníomhach, braitear an sconna 0-dB; má tá an chéim dheireanach gníomhach, braitear an pointe 45-dB. Baintear amach leibhéil mhaolaithe a thagann idir sconnaphointí trí chéimeanna gm comharsanacha a bheith gníomhach ag an am céanna, ag cruthú meán ualaithe de na tanúcháin scoite pointe scoite. Ar an mbealach seo, déantar feidhm mhaolaithe réidh, monotónach, líneach-in-dB le scálú an-beacht a shintéisiú. Is féidir an fheidhm aistrithe líneach-in-dB idéalach a chur in iúl mar seo a leanas: (1) i gcás gurb é MY an scála gnóthachain (fána) a chuirtear in iúl de ghnáth i dB / V, de ghnáth is é 50 dB / V (nó 20 mV / dB) BZ an tascradh gnóthachain i dB, de ghnáth –5 dB, an gnóthachan eachtarshuite do VGAIN = 0 V. Is é VGAIN an voltas rialaithe gnóthachain Taispeántar imlíne nasc bunúsach AD8367, feidhm aistrithe gnóthachain, agus patrún tipiciúil earráide gnóthachain i bhFíor 3, ag taispeáint fána na feidhme aistrithe gnóthachain de 50 dB / V agus –5-dB idir thascradh gnóthachan- raon voltais rialaithe 50 mV ≤ VGAIN ≤ 950mV. Ligeann an gléas an fána gnóthachain a aisiompú le strap bioráin shimplí den bhioráin MODE. Tá an modh gnóthachain inbhéartaigh áisiúil in iarratais rialaithe gnóthachain uathoibríoch (AGC), i gcás ina ndíorthaítear an fheidhm rialaithe gnóthachain ó chomhtháthaitheoir earráide, a dhéanann comparáid idir an chumhacht aschuir braite agus leibhéal pointe socraithe réamhchinnte. Ligeann brathadóir dlí cearnach agus an t-integrator earráide, comhtháite ar sliseanna, an fheiste a úsáid mar fhochóras AGC féinchuimsitheach. Figiúr 3. Ciorcad iarratais bunúsach AD8367 VGA agus feidhm aistrithe rialaithe-gnóthachain, ag taispeáint earráidí tipiciúla ag teochtaí éagsúla. Taispeántar gnáthchiorcad AGC neamhspleách i bhFíor 4, mar aon lena fhreagairt fearainn-ama ar chéim voltais ionchuir 10-dB. Sa sampla seo is sinusóideach 70-MHz an t-ionchur comhartha, agus déantar a ionchur a mhodhnú céim ó –17 go –7 dBm (dá dtagraítear 200 ohms). Tomhaiseann an brathadóir inmheánach dlí cearnach an chumhacht comhartha aschuir mar voltas agus cuirtear i gcomparáid í le tagairt inmheánach 354-mV rms. Is sruth é aschur an bhrathadóra, atá comhtháite le toilleoir seachtrach, CAGC. Tiomáineann an voltas a fhorbraítear ar fud an toilleora CAGC an bioráin GAIN chun an gnóthachan a laghdú nó a mhéadú. Déantar an lúb a chobhsú nuair a bhíonn luach rms leibhéal na comhartha aschuir cothrom leis an tagairt inmheánach 354-mV. Nuair a bhíonn an comhartha ionchuir níos lú ná 354-mV rms, titeann an bioráin DETO le sruth a laghdaíonn an voltas ag an mbiorán GAIN. De réir mar a mhéadaíonn an comhartha ionchuir os cionn 354 mV rms, foinsííonn an bioráin DETO sruth is cúis leis an voltas ag an mbiorán GAIN a mhéadú. Teastaíonn an modh gnóthachain inbhéartaigh san iarratas seo chun a chinntiú go laghdaíonn an gnóthachan nuair a sháraíonn luach rms an chomhartha ionchuir an tagairt inmheánach. Is féidir an voltas iarmhartach a chuirtear i bhfeidhm ar an mbiorán GAIN, VAGC, a úsáid mar tháscaire neart comhartha a fuarthas (RSSI), a léiríonn neart na comhartha ionchuir i gcomparáid le tagairt 354-mV rms. Maidir le tonnform sinusoidal tá comhartha aschuir 1-V pp d’ualach 200-ohm mar thoradh air seo. Figiúr 4. Ciorcad iarratais bunúsach AD8367 AGC agus freagairt fearainn ama ag 70 MHz. Anailís ar an Slabhra Comhartha Taispeántar ailtireacht nua-aimseartha superheterodyne i bhFíor 5. Úsáidtear an AD8367 sa chosán glactha (Rx) chun gnóthachan foriomlán an ghlacadóra a choigeartú de réir mar a athraíonn leibhéal na comhartha RF. Sa chosán tarchuir (Tx), úsáidtear an AD8367 i gcomhar le brathadóir cumhachta RF chun an leibhéal cumhachta aschuir atá ag teastáil a choinneáil. Figiúr 5. Ailtireacht Superheterodyne ag úsáid VGAnna chun leibhéal IF a rialú. Úsáidtear VGAnna sna céimeanna minicíochta idirmheánacha chun íogaireacht fhoriomlán an ghlacadóra a choigeartú go hoiriúnach agus chun leibhéil chumhachta tarchurtha a rialú. Agus an bealach glactha á mheas, is féidir an íogaireacht fhoriomlán agus an raon dinimiciúil a mheas trí anailís bhuiséid cosán comhartha a úsáid. Mar shampla, roghnaíodh comhartha PCS-CDMA, ag úsáid bandaleithead torainn 1-MHz. Ag obair ar gcúl ó aschur an AD8367 IF VGA, is féidir an íogaireacht ionchuir agus an raon dinimiciúil a anailísiú. Léiríonn Fíor 6 anailís mhionsonraithe bhuiséid ón ionchur glacadóra ar aschur an IF VGA. Figiúr 6. Anailís Buiséid Conair Rx do CDMA 1900-MHz le IF 70-MHz. Sa sampla thuas, fuair na rialuithe AD8367 leibhéil chomhartha roimh an demodulator I&Q. Is sampla é an AD8367 de VGA a úsáideann tanú inathraithe agus aimplitheoir iar-ghnóthachain ina dhiaidh sin. Go bunúsach taispeánfaidh an stíl VGA seo OIP3 seasmhach agus figiúr torainn a athraíonn de réir suíomh gnóthachain. Soláthraíonn an AD8367 íosfhigiúr torainn ag an ngnóthachan uasta agus tascradh uasta tríú ordú ionchuir ag an ngnóthachan íosta. Ligeann an teaglaim uathúil seo rialú dinimiciúil ar íogaireacht agus líneacht ionchuir an ghlacadóra, bunaithe ar neart na comhartha a fuarthas. Tá AD8367 (cliceáil ar an nasc seo le haghaidh bileoga sonraí agus tuilleadh faisnéise) tréithrithe thar theocht ó –40 go + 85 ° C agus déantar é a phacáistiú i bpacáiste imlíne beag craptha tanaí 14-luaidhe (TSSOP). Feidhmíonn sé ar sholáthar aonair 3- go 5 bholt. Tá bandaleithead oibriúcháin –3-dB de 500 MHz ag an bhfeiste; agus soláthraíonn a bhileog sonraí sonraíochtaí mionsonraithe ag minicíochtaí coitianta IF - mar shampla 70 MHz, 140 MHz, 190 MHz agus 240 MHz. Má tá tú ag léamh an PDF nó an leagan clóite den alt seo, téigh chuig www.analog.com chun an bhileog sonraí a íoslódáil nó chun samplaí a iarraidh. Is gnách go mbíonn an AD8367 ar fáil ó stoc, agus bíonn bord meastóireachta ar fáil freisin. Buíochas Ba é Barrie Gilbert agus John Cowles a dhear an nuálach AD8367.

Fág nóta 

Liosta Teachtaireachtaí