BÀI TẬP HỌC PHẦN Tên học phần : THU PHÁT VÔ TUYẾN

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA VIỄN THÔNG I BÀI TẬP HỌC PHẦN Tên học phần : THU PHÁT VÔ TUYẾN Mã học phần : TEL1416 Họ tên : NGUYỄN THÀNH CÔNG Mã sinh viên : B18DCVT038 Ngày nộp : 28/11/2021 Giảng viên : Nguyễn Viết Đảm Hà Nội, tháng 11, năm 2021 Nguyễn Thành Công Chương Wireless Receivers: Architectures and Image Rejection 2.1 Giới thiệu Ngay Armstrong phát minh kiến trúc máy thu heterodyne cách thập kỷ [1], việc loại bỏ hình ảnh lên vấn đề quan trọng thiết kế máy thu vơ tuyến Vấn đề hình ảnh phát sinh từ thực tế nhiễu vơ tuyến tần số hình ảnh bị chuyển đổi xuống tần số trung gian (IF) tín hiệu mong muốn làm hỏng tín hiệu Phương pháp truyền thống để loại bỏ nhiễu hình ảnh sử dụng lọc thông dải yếu tố chất lượng cao (Q-factor) trước trộn RF Lúc tất thành phần điện rời rạc, lọc loại bỏ hình ảnh Hiện tại, phần lớn thành phần rời rạc ghép lại với thành mạch tích hợp nhỏ, khơng có lọc loại bỏ hình ảnh Đối với tích hợp máy thu mức cao, cách tiếp cận không ưa chuộng Cách tiếp cận thứ hai để loại bỏ hình ảnh sử dụng trộn phức tạp, trộn loại bỏ hình ảnh, nguyên tắc không cần lọc Máy thu loại bao gồm máy thu Harley Weaver Tuy nhiên, không hoàn hảo mạch tương tự thực tế, chủ yếu cân kênh Q, thu cung cấp hiệu suất loại bỏ hình ảnh không đủ Chúng thảo luận chi tiết vấn đề Hầu máy thu đại sử dụng sơ đồ điều chế / giải điều chế cầu phương Chúng bắt đầu chương cách giải thích lý sơ đồ điều chế cầu phương sử dụng, đặc biệt hệ thống truyền thông kỹ thuật số Sau đó, chúng tơi trình bày kiến trúc máy thu khác bao gồm máy thu heterodyne, homodyne, loại bỏ hình ảnh IF thấp tập trung vào vấn đề loại bỏ hình ảnh chúng Cuối cùng, khái niệm radio phần mềm khơng có vấn đề hình ảnh thảo luận ngắn gọn 2.2 Tại sử dụng điều chế cầu phương? (Quadrature Modulation) Tín hiệu vơ tuyến vật lý ln tín hiệu thực Nhưng máy thu đại thường giải điều chế tín hiệu thành thành phần pha (I) thành phần vng góc (Q) thể Hình 2.1 Giải điều chế cầu phương thực trộn I / Q sử dụng hai dao động cục có tần số lệch pha 90 ° Các thành phần Q tín Nguyễn Thành Cơng hiệu giải điều chế độc lập trực giao với Chúng mang thông tin khác Một thay đổi mà không ảnh hưởng đến Thành phần pha Tín hiệu thực đầu vào Dịc h pha 90 độ Thành phần cầu phương Hình 2.1 I and Q demodulator (Bộ giải điều chế I Q) Rõ ràng, cần nhiều phần cứng để thực điều chế/giải điều chế cầu phương Nhưng mong đợi lý sau: • Đầu tiên, băng thơng tín hiệu đầu vào tăng gấp đơi hai đầu số hóa Điểm giải thích miền thời gian miền tần số Trong miền thời gian, tần số lấy mẫu fs, người ta phải lấy hai mẫu chu kỳ tần số đầu vào cao để đáp ứng lý thuyết lấy mẫu Nyquist; đó, tần số cao fs /2 Nếu có kênh Q, hai mẫu thu thập; đó, tần số cao mở rộng đến fs Trong miền tần số, đầu vào thực có thành phần tần số âm dương, tần số cao khơng có mơ hồ fs / Đối với liệu phức tạp, có tần số âm ar dương phạm vi rõ ràng mở rộng ta fs • Thứ hai, điều chế kỹ thuật số dễ thực với điều chế I / Q Hầu hết điều chế kỹ thuật số ánh xạ liệu ta số điểm rời rạc mặt phẳng I / Q Chúng gọi điểm chòm [2] Khi tín hiệu di chuyển từ điểm sang điểm khác, điều chế biên độ pha đồng thời thường xảy Để thực điều với điều chế biên độ điều chế pha khó phức tạp Điều khơng thể xảy với điều biến pha thông thường Về nguyên tắc, tín hiệu vịng quanh điểm gốc theo hướng mãi, đòi hỏi khả dịch pha vơ hạn Ngồi ra, điều chế biên độ pha đồng thời dễ dàng với điều chế I / Q Các tín hiệu Nguyễn Thành Cơng điều khiển I Q bị giới hạn, quấn pha vơ hạn cách phân pha tín hiệu I Q cách xác 2.3 Heterodyne Receiver Hình 2.2 cho thấy máy thu dị thể IF đơn lẻ chia thành hai giai đoạn Giai đoạn bao gồm song công, khuếch đại nhiễu thấp (LNA), lọc loại bỏ hình ảnh RF (bộ lọc thơng dải RF) trộn RF với dao động cục Giai đoạn thứ hai bao gồm lọc chọn kênh (bộ lọc thông dải IF), điều khiển độ lợi tự động (AGC) giải điều chế I Q Hình 2.1 Trong số này, lọc thông dải RF IF thường lọc off-chip, sóng âm bề mặt (SAW) lọc gốm [8, 9, 10] Hình 2.2 Một kiến trúc máy thu heterodyne điển hình Hình 2.3 hiển thị phổ tần số điểm khác máy thu heterodyne Đầu tiên, tín hiệu đầu vào trộn RF chuyển sang tần số thấp fIF, sau qua lọc chọn kênh để loại bỏ nhiễu lân cận Cuối cùng, tín hiệu chọn kênh giải điều chế thành thành phần I Q băng tần sở Lưu ý phổ đầu không đối xứng chất phức tạp Vì tần số trung tâm thấp, nên lọc chọn kênh có yêu cầu thoải mái nhiều so với thực giai đoạn RF Ví dụ, tần số trung gian 10 MHz khoảng cách kênh 200 kHz, hệ số Q cần 50 cho lọc Do đó, dễ dàng thu độ chọn lọc tốt Một ưu điểm khác thông thấp IF không khớp I Q giải điều chế vng góc kiểm soát dễ dàng Tần số trung gian thấp yêu cầu lọc chọn kênh thoải mái Nhưng điều làm tăng khó khăn để loại bỏ nhiễu ảnh Để hiểu vấn đề này, giả sử tín hiệu RF cos(wRFt), tín hiệu LO cos(wLOt), wRF- wLO= wIF Nhân hai tín hiệu cho kết quả: Nguyễn Thành Công cos(wRFt) cos(wL0t) = (1/2) [cos(wIFt) + cos(wRF + wLOt)] (2.1) Tín hiệu mong muốn chuyển đổi thành IF Nhân LO với tín hiệu gây nhiễu cos(wimgt), where wimg = wLO - wIF gọi tần số hình ảnh, chúng tơi thu được: cos(wimgt) cos(wLOt) = (1/2) [cos(wimg - wLO)t + cos(wLO + wimg)t] = (1/2) [cos(wIFt) + cos(2wL0 - wIF )t] (2.2) Một thành phần đầu với IF giống kết tín hiệu mong muốn Hiệu ứng gọi ảnh cưa Trong số trường hợp đặc biệt, ảnh cưa tách khỏi tín hiệu mong muốn thơng qua việc lựa chọn cẩn thận tần số trung gian Một ví dụ điển hình máy thu FM phát sóng tiêu chuẩn Trong máy thu vậy, 10 MHz IF đảm bảo kênh hình ảnh nằm ngồi băng tần FM rộng 20 MHz Do đó, dị phân biệt tần số có xu hướng loại bỏ tần số tín hiệu hình ảnh cho khơng phải tín hiệu FM Tuy nhiên, nói chung, tín hiệu hình ảnh khơng thể phân biệt với tín hiệu mong muốn phải loại bỏ trước chuyển hướng xuống Theo truyền thống, điều thực lọc loại bỏ hình ảnh RF ngồi chip Bộ lọc loại bỏ hình ảnh có tần số trung tâm fRF phải triệt tiêu hình ảnh khoảng cách 2fIF Rõ ràng việc giảm tần số trung gian thắt chặt yêu cầu lọc loại bỏ hình ảnh Vì vậy, có đánh đổi việc lựa chọn tần số trung gian Trong trường hợp tần số đầu vào cao, ví dụ 900 MHz GSM, nhiều giai đoạn IF thường áp dụng để giải tình trạng khó xử [11, 12, 13, 14] với chi phí phần cứng cao hơn, bao gồm nhiều hình ảnh off-chip lọc loại bỏ tần số hình ảnh Nguyễn Thành Cơng Hình 2.3 Phổ tần số điểm khác máy thu heterodyne Sự tích hợp ngun khối lọc loại bỏ hình ảnh thu hút ngày nhiều ý gần Bằng cách tích hợp nguyên khối, lọc SAW đắt tiền loại bỏ Hơn nữa, LNA không cần truyền tải 50 n trộn không cần thể trở kháng đầu vào 50 n Điều giải phóng nhiều khơng gian để tối ưu hóa mức tiêu thụ điện năng, số tiếng ồn (NF), độ lợi thông số thiết kế quan trọng khác LNA mixer Mặc dù khơng thể tích hợp BPF Q cao, bạn sử dụng lọc notch Trong [15, 16], xe tăng LC chip khai thác để đặt rãnh tần số hình ảnh Trong [17], lọc rãnh CMOS không cuộn cảm đề xuất Các thông số hoạt động lọc khía liệt kê Bảng 2.1 so sánh với thông số lọc RF SAW thương mại cho máy thu di động GSM Từ bảng này, thấy lọc notch có hiệu suất tốt việc loại bỏ hình ảnh, có nhược điểm NF, độ tuyến tính tiêu thụ điện (trong lọc khơng có cuộn cảm) Một nhược điểm khác lọc notch cần phải điều chỉnh tần số SAW filter Passband NF/Insertion loss Image Rejection Iip3 Power Consumptin Intergrated LC notch filter 935-960 MHz 1900 MHz 3.1 dB 4.8 dB 50 dB@+ 140 MHz 65 dB@+600 MHz -19 dBm - Intergrated active notch filter 947 MHz 7.2 dB 60 dB@+140 MHz -20 dBm 27 mW Bảng 2.1 Hiệu suất lọc loại bỏ hình ảnh khác Nguyễn Thành Công Các ưu điểm máy thu heterodyne tóm tắt sau: (1) tính chọn lọc tốt; (2) yêu cầu lọc lựa chọn kênh thấp; (3) Phần bù DC vài giai đoạn loại bỏ BPF; (4) Sự không phù hợp I Q xảy tần số thấp dễ kiểm soát sửa chữa Hạn chế cần có lọc loại bỏ tần số hình ảnh Q cao Điều làm cho khó để đạt tích hợp đầy đủ 2.4 Image-Reject Receivers Như đề cập đầu chương này, cách tiếp cận thứ hai để loại bỏ hình ảnh sử dụng trộn phức tạp, Bộ trộn loại bỏ hình ảnh cách gọi truyền thống Bộ thu sử dụng trộn loại bỏ hình ảnh gọi thu loại bỏ hình ảnh Ưu điểm máy thu loại bỏ tần số hình ảnh chúng khơng cần lọc loại bỏ hình ảnh Nếu khơng có lọc loại bỏ hình ảnh, tần số trung gian đặt thấp cân yêu cầu lọc loại bỏ hình ảnh lọc chọn kênh thảo luận phần trước khơng cịn Do đó, thơng thường, đạt cách chọn lọc tốt nhờ lọc tích hợp với hệ số Q từ 10 đến 20 Các nguyên tắc hoạt động hạn chế thực tế hai thu loại bỏ hình ảnh truyền thống, cụ thể thu Hartley Weaver, thảo luận 2.4.1 Hartley architecture Kiến trúc đề xuất Hartley [19] vào năm 1928 Hình 2.4 cho thấy sơ đồ khối máy thu Nó bao gồm hai trộn phù hợp, dịch chuyển pha 900, cặp LO với độ lệch pha 90 ° cộng Một giải điều chế I / Q Hình 2.1 thêm vào cuối để tạo đầu băng tần sở vng góc Nguyễn Thành Cơng Hình 2.4 Ngun lý máy thu loại bỏ tần số ảnh Hartley Trong Hình 2.4, wLO 70dB) băng thông cao (tần số khuếch đại đơn vị gấp 10 lần tần số lấy mẫu), dẫn đến tiêu thụ điện lớn, đặc biệt hoạt động tần số cao Hình 3.26: Mạch lọc - I máy biến áp SC FIR Hilbert nhiều pha, có hàm truyền Các phương pháp bù sai số khuếch đại hữu hạn truyền thống cho lọc SC khai thác đặc tính tự động tương quan tín hiệu đầu vào [40, 41, 39, 42] Nếu tín hiệu thay đổi từ mẫu sang mẫu khác, lỗi khuếch đại hữu hạn đưa vào khoảng thời gian c10ck bù cách sử dụng kiến thức sai số khuếch đại hữu hạn từ khoảng c10ck trước Nhưng nguyên tắc khơng áp dụng cho máy biến áp IIR Hilbert có tần số tín hiệu tập trung phần tư tần số lấy mẫu, Le., Tín hiệu thay đổi nhiều từ mẫu sang mẫu khác 57 Nguyễn Thành Công May mắn thay, kỹ thuật lấy mẫu kép tương quan dự đốn (CDS) [43] áp dụng cho máy biến áp để giảm độ nhạy độ lợi opamp băng thông, để mở rộng khả cho ứng dụng tần số cao [44] Trong mạch CDS dự đoán, hoạt động sơ sử dụng tập hợp đầu nối xoay chiều phụ khớp với tụ điện thực khoảng thời gian đồng hồ Hoạt động sơ cung cấp cho giá trị gần cho sai số khuếch đại cuối cùng, lưu trữ sử dụng để sửa chữa trình hoạt động cuối Đề án địi hỏi nhiều diện tích chip đạt độ xác cao Các phiên CDS dự đoán khối xây dựng SC máy biến áp IIR Hilbert thể Hình 3.27 Trong tất mạch này, tụ điện Ch lắp vào đầu vào đảo ngược opamp công tắc đặt lại opamp thay nhánh SC dự đoán Trong pha đồng hồ e, nhánh CDS dự đoán cố gắng dự đoán điện áp đặt khoảng đồng hồ (pha o) Do đó, điện áp đầu cuối đảo ngược opamp thay đổi không đáng kể từ pha e sang o Do đó, hiệu ứng khuếch đại hữu hạn thể thay đổi điện áp đầu nối nghịch lưu bị hủy bỏ Lưu ý đầu vào mạch Hình 3.27 (c) yêu cầu không đổi qua pha e o 58 Nguyễn Thành Cơng Hình 3.27: Các khối xây dựng bù băng thông độ lợi máy biến áp đa pha SC IIR Hilbert: (a) Độ trễ đơn vị dự đoán; (b) Đường trễ dự đoán sử dụng (c); (c) Dự đoán tất khối vượt qua Lưu ý chúng tụ điện có giá trị tùy ý Các lọc SC sử dụng kỹ thuật CDS dự đoán thường bị phạt tốc độ thực tế đầu vào phải giữ cố định hai pha đồng hồ yêu cầu sử dụng pha đồng hồ thứ ba để ghép mạch với giai đoạn khác [43] Nhưng mạch Hình 3.27, hình phạt khơng tồn họ sử dụng giai đoạn đặt lại opamp không sử dụng để tạo dự đốn Phân tích định lượng hiệu ứng khuếch đại hữu hạn 59 Nguyễn Thành Công Để phân tích cách định lượng hiệu ứng khuếch đại hữu hạn mạch tiên đoán máy biến áp Hilbert, trước hết xem xét mạch trễ thể hình 3.27 (b) Trong giai đoạn 1, đầu vào lấy mẫu Ca CF1 đất Ký hiệu số thời gian khoảng đồng hồ nT, có: cực tính điện áp tụ điện đánh dấu hình Trong giai đoạn 2, điện tích lưu trữ Ca CF1 giữ không đổi tụ điện bị lập Trong giai đoạn (chỉ số thời gian (n + 1) T), Ca giữ điện tích CF1 kết nối với đầu vào đầu đảo ngược opamp để tạo điện áp đầu sơ Đầu bị lỗi độ lợi hữu hạn, làm phát sinh điện áp khác không đầu vào đảo ngược Vx opamp: Trong tụ điện Ch kết nối với đầu vào đảo ngược opamp, chuyển sang đất giai đoạn này, gây chuyển giao điện tích từ Ch sang CF1: Thực tế sử dụng bước cuối phương trình tụ điện Ch giữ điện tích từ pha đến từ pha đến Điện áp đầu khoảng thời gian (n + 1) T (pha 3) là: 60 Nguyễn Thành Cơng để đơn giản hóa việc phân tích Từ (3,75) Tại Hãy ký hiệu (3,77), có: Bước cuối có T] lưu trữ Ch Điện áp Vx [(n + l) Trong giai đoạn 4, điện áp sai số phát triển Vx gần với giá trị lưu trữ Ch Một đất ảo tốt sau tạo đáy Ch Do đó, sai số điện áp đặt giảm đáng kể Để phân tích định lượng điều này, chúng tơi viết: Trong miền z, phương trình trở thành: Kết đưa giai đoạn hoàn toàn giống Do đó, hàm truyền mạch trở thành: phần lý tưởng số hạng thuật ngữ sai số g (z) (3.56) Thông qua số đơn giản hóa bỏ qua điều khoản chúng tơi có: 61 bậc cao hơn, Nguyễn Thành Công Lưu ý sai số tỷ lệ với Điều làm cho nhỏ nhiều so với sai số mạch Hình 3.21 (b), tỷ lệ với Nếu xem xét điện dung ký sinh, thuật ngữ sai số đưa xấp xỉ bằng: CpI, Cp2 Cp3 thể điện dung ký sinh nút 1, 3, điện dung ký sinh nút giả định Cp3, C đại diện cho Ca Cb Người ta thấy diện điện dung ký sinh làm tăng nhẹ độ lớn sai số Tuy nhiên, mạch giữ ưu điểm tương đối so với mạch Hình 3.21 (b) vốn bị ảnh hưởng chút điện dung ký sinh Theo quy trình tương tự, thấy thuật ngữ lỗi g (z) mạch trễ đơn vị thể Hình 3.27 (a) giống với thuật ngữ cho (3.83) Nếu xét điện dung ký sinh, kết giống kết cho (3.84) với giả thiết Thuật ngữ lỗi lõi mạch rẽ nhánh hiển thị Hình 3.27 (c) cho gần bằng: Nếu điện dung ký sinh xem xét, thuật ngữ sai số đưa xấp xỉ bằng: Các công thức lỗi tóm tắt Bảng 3.1 Để xem tác động tổng thể độ lợi hữu hạn lên máy biến áp Hilbert, cần thay giá trị tương ứng g (z) vào phương trình (3.71) Các mơ máy tính tiến hành để xác minh tính hiệu máy biến áp CDS SC Hilbert dự đoán Đáp ứng cường độ IHI + HQI máy biến áp thu phương pháp khác thể Hình 3.28 62 Nguyễn Thành Cơng Hình 3.28: Đáp ứng cường độ phiên CDS dự đoán máy biến áp SC IIR Hilbert nhiều pha với độ lợi opamp hữu hạn A = 100 Ch/CF = Đường cong chấm đường tròn thu cách đánh giá phương trình (3.71) mơ SWITCAP2 tương ứng Đường cong có chấm hình kết việc đánh giá phương trình (3.71) Đường cong khoanh trịn kết mô SWITCAP2 Một lần nữa, hai đường cong khớp với cách xác Có thể thấy rõ ràng qua hình ảnh độ lợi opamp hữu hạn 100 không ảnh hưởng đến hiệu suất mạch nhờ việc sử dụng kỹ thuật lấy mẫu kép tương quan dự đoán Hiệu ứng băng thông hữu hạn Băng thông khuếch đại đơn vị opamp hữu hạn ảnh hưởng đến thời gian giải mạch tụ điện chuyển mạch Mặc dù giải pháp dạng đóng tìm thấy cho hiệu ứng mạch SC đơn giản, việc suy dạng đóng phức tạp hiệu ứng hàm truyền tổng thể máy biến áp Hilbert Vì vậy, chúng tơi tiến hành mô SWITCAP2 để chứng minh hiệu ứng băng thông hữu hạn máy biến áp Đối với khuếch đại opamp A = 100 tần số khuếch đại đơn vị fGBW = 3fs (fs tần số xung nhịp), Hình 3.29 cho thấy mạch bù dải thơng khuếch đại có khả triệt tiêu dải dừng nhiều dB so với mạch không bù mô tả phần trước tiểu mục Như đề cập phần đầu tiểu mục này, chi phí cho việc cải 63 Nguyễn Thành Công thiện hiệu suất việc sử dụng nhiều tụ điện công tắc hơn, tức nhiều diện tích chip Hiệu ứng băng thông hữu hạn giảm máy biến áp CDS Hilbert dự đốn hiểu theo cách sau Hãy nhớ mạch giới thiệu phần phụ trước, opamp đặt lại pha e Vì đầu phải sạc từ mức DC đến giá trị cuối giai đoạn o Nhưng mạch CDS dự đoán, hai khoảng đồng hồ thực sử dụng để giải dứt điểm: pha e, lượng đưa tính từ mức trước đến mức sơ bộ, sau đến giá trị cuối pha o Hình 3.29: So sánh ảnh hưởng độ lợi hữu hạn băng thông lên đáp ứng tần số máy biến áp SC Hilbert có bù không bù, với độ lợi opamp A = 100 tần số khuếch đại đơn vị fGBW = 3fs Những ý kiến khác Trong hoạt động mạch Hình 3.27, điện áp bù đầu vào thành phần nhiễu tần số thấp khác giới thiệu đầu vào opamp lưu trữ Ch giai đoạn e bị hủy bỏ giai đoạn o Một xem xét quan trọng khác đồng hồ cung cấp thông tin Để giảm thiểu tác động này, sử dụng trình tự chuyển mạch thích hợp áp dụng cấu hình vi sai hồn toàn [43] khẳng định [43] kỹ thuật CDS dự đốn tự cung cấp mức độ hủy bỏ trình nạp đồng hồ (cả phụ thuộc vào tín hiệu khơng phụ thuộc vào tín hiệu) nhờ hoạt động dự đốn 64 Nguyễn Thành Cơng Cuối cùng, phiên CDS dự đoán máy biến áp SC FIR Hilbert nhiều pha thu khơng trình bày 3.4.4 Mạch Pseudo-N-Path Khái niệm mạch tụ chuyển mạch giả N-đường [45, 46, 47, 45] sử dụng để nhận máy biến áp Hilbert thời gian rời rạc Tên đường dẫn pseudoN xuất phát từ thực tế có đường dẫn vật lý tồn mạch tổng thể đại diện cho đường dẫn khác pha đồng hồ khác Trên thực tế, mạch trễ Hình 3.21 (a-b) thuộc loại mạch Hãy nhớ mạch đó, đầu tạo nhánh tụ điện khác pha đồng hồ khác Phần tất máy biến áp IIR Hilbert thực dạng đường dẫn giả N thể Hình 3.30 (a) (chỉ có mạch đầu hiển thị cho đơn giản) Mạch có nhánh tụ điện chuyển mạch song song, nhánh lấy mẫu tín hiệu đầu vào / đầu pha cụ thể, giữ giá trị ba pha cung cấp cho đầu bốn pha sau dạng , T = 1/fs chu kỳ lấy mẫu Tổng cộng pha tần số thấp (1/4fs) sử dụng khơng có u cầu tốc độ bổ sung opamp Ưu điểm lớn mạch Hình 3.30 (a) so với mạch trước sử dụng opamp Do đó, điện tiêu thụ giảm đáng kể, đặc biệt ứng dụng tần số cao Hạn chế độ nhạy khơng phù hợp tụ điện nhánh SC khác Hiệu ứng khuếch đại opamp hữu hạn mạch Hình 3.30 (a) giống hiệu ứng mạch Hình 3.21 (c), cho (3.64) Kỹ thuật lấy mẫu kép tương quan dự đốn sử dụng mạch để giảm hiệu ứng độ lợi băng thơng hữu hạn Việc tìm phiên CDS dự đốn mạch Hình 3.30 điều dễ hiểu khơng thảo luận Mô SWITCAP2 thực cho máy biến áp SC IIR Hilbert giả N-đường dẫn với hàm truyền Lưu ý hệ số máy biến áp số nguyên Đáp ứng cường độ thể Hình 3.31 cho độ lợi opamp A = 10000 Kết mô trùng với kết lý tưởng, điều xác minh tính đắn mạch 65 Nguyễn Thành Cơng Mạch SC Pseudo-N-path có khả nhận máy biến áp FIR Hilbert Ví dụ, Hình 3.30 (b) cho thấy mạch lọc-I máy biến áp FIR có hàm truyền minh họa Ví dụ 3.4 Hình 3.30: Sơ đồ mạch thời gian mạch SC giả đường N (a) mạch cho máy biến áp IIR Hilbert; (b) lọc - I máy biến áp FIR Hilbert, có hàm truyền 66 Nguyễn Thành Cơng Hình 3.31: Độ lớn máy biến áp SC IIR Hilbert giả N-đường dẫn với độ lợi opamp = 10000 Có thể dễ dàng thu mạch FIR có bậc nhiều nhánh SC cao cách mắc song song 3.5 Kết luận Trong chương này, chúng tơi trình bày phương pháp thiết kế máy biến áp Hilbert, tức máy biến đổi pha 90°, việc thực mạch chúng miền thời gian liên tục thời gian rời rạc Cách truyền thống để nhận máy biến áp Hilbert tương tự sử dụng kỹ thuật mạch thời gian liên tục mạng RC thụ động tích cực mạng RC nhiều pha Một vấn đề việc thực mạch CT việc điều chỉnh thường yêu cầu tần số biên máy biến áp phụ thuộc vào giá trị tuyệt đối R C Nếu không, băng thông băng tần cẩn thận phải thiết kế mức Cách xác để nhận máy biến áp Hilbert sử dụng kỹ thuật mạch thời gian rời rạc, chủ yếu kỹ thuật tụ điện chuyển mạch Một số thực hóa SC trình bày Đầu tiên mạch SC hai pha thông thường, sử dụng nhiều đệm tăng ích đơn vị gặp số vấn đề Loại thứ hai mạch SC nhiều pha đề xuất, kế thừa ưu điểm mạch trước tránh hầu hết nhược điểm Mạch khơng có lỗi bù không khớp tụ điện (trong mạch trễ) có opamps Vấn đề cịn lại độ nhạy cao độ lợi hữu hạn opamp Để giải vấn đề này, kỹ thuật lấy mẫu kép tương quan dự đoán sử dụng Mạch làm giảm đáng kể độ nhạy đối 67 Nguyễn Thành Công với độ lợi opamp hữu hạn băng thông opamp hữu hạn Giải pháp thay cuối mạch giả N-path, sử dụng opamps nhất, tiêu thụ lượng Tuy nhiên, gặp phải vấn đề điện dung không phù hợp Các máy biến áp Hilbert sử dụng nhiều hệ thống truyền thông không dây yêu cầu chuyển pha 90 ° băng thông rộng 68 ... (1 +