các kiến thức hệ thống viễn thông

5.3 Các kiến trúc hệ thống viễn thông a Hệ thống phát – – – Direct Conversion Transmitter Two-Step Conversion Một số máy thu phát thực tế Các kiến trúc hệ thống viễn thông Trong hệ thống truyền thông, máy phát RF chịu trách nhiệm vấn đề như: điều biến, chuyển đổi, khuyếch đại truyền tín hiệu không gian cách sử dụng ănten Các kiến trúc hệ thống viễn thông Đầu vào phổ biến máy phát tín hiệu tương tự dải sở đầu tần số cao nguồn tín hiệu cao điều biến Đầu nguồn, tính chất tuyến tính, lực, độ phức tạp mạch giá thành vài thông số quan trọng việc chọn loại máy phát ứng dụng vô tuyến RF Transmitter Vai trò máy phát Information add data to carrier shift to high frequency wklhjr qlih qilh q q3wih q we jklh wajkhrqwilu e sjlkh wae qwh wlh lihe wrw wklhjr qlih qilh q q3wih q we jklh wajkhrqwilu wae qwh wlh lihe wrw e sjlkh wklhjr qlih qilh q q3wih q A wklhjr qlih qilh q q3wih q we jklh wajkhrqwilu e sjlkh wa e qwh wlh lihe wrw wklhjr qlih qilh q q3wih q we jklh wajkhrqwilu e sjlkh wa e qwh wlh lihe wrw wklhjr qlih qilh q q3wih q wklhjr qlih qilh q q3wih q we jklh wajkhrqwilu e sjlkh wa e qwh wlh lihe wrw The lkhe f w wlkhq we wilejklh hr wajkhrqwilu e sjlkh wae qwh wlh lihe wrw wklhjr qlih qilh q q3wih q we jklh wajkhrqwilu e sjlkh wae qwh wlh lihe wrw wklhjr qlih qilh q q3wih q we jklh wajkhrqwilu wae qwh wlh lihe wrw e sjlkh wklhjr qlih qilh q q3wih q wklhjr qlih qilh q q3wih q we jklh wajkhrqwilu e sjlkh wae qwh wlh lihe wrw wklhjr qlih qilh q q3wih q we jklh wajkhrqwilu wae e sjlkh qwh wlh lihe wrw wklhjr qlih qilh q q3wih q wklhjr qlih qilh q q3wih q we jklh wajkhrqwilu wae qwh wlh lihe wrw e sjlkh wklhjr qlih qilh q q3wih q we jklh wajkhrqwilu wae D I Data 90 uP/ DSP Power Amplifier A amplify to broadcast The lkhe f w wlkhq we wilejklh hr wajkhrqwilu e sjlkh wa e qwh wlh lihe wrw wklhjr qlih qilh q q3wih q we jklh wajkhrqwilu e sjlkh wa e qwh wlh lihe wrw wklhjr qlih qilh q q3wih q we jklh wajkhrqwilu wa e qwh wlh lihe wrw e sjlkh wklhjr qlih qilh q q3wih q we jklh wajkhrqwilu e sjlkh wa e qwh wlh lihe wrw wklhjr qlih qilh q q3wih q Modulator Mixer Antenna HPMX-2007 The lkhe f w wlkhq we wilejklh hr wajkhrqwilu e sjlkh wae qwh wlh lihe wrw wklhjr qlih qilh q q3wih q we jklh wajkhrqwilu wae e sjlkh qwh wlh lihe wrw wklhjr qlih qilh q q3wih q we jklh wajkhrqwilu e sjlkh wae qwh wlh lihe wrw wklhjr qlih qilh q q3wih q we jklh wajkhrqwilu e sjlkh wae qwh wlh lihe wrw wklhjr qlih qilh q q3wih q Q Data Baseband Processor D Oscillator bias bias create carrier Power Supply a Hệ thống phát (TransmitterArchitectures) Lựa chọn kiến trúc đặc biệt quan trọng việc định hướng hoạt động thích hợp hệ thống Có hai kiến trúc sử dụng nhiều máy phát RF là: Direct Conversion Two-Step Conversion Direct Conversion Transmitter Sơ đồ khối: Mixer I Shift phase 90 Adder Q Quadrature Modulator create carrier Direct Conversion Transmitter • Trong máy phát kiến trúc Direct Conversion, điều biến trình chuyển đổi tín hiệu Baseband cần bước (one step) với máy điều biến Quadrature Modulator, mà gọi Direct Conversion Direct Conversion Transmitter • Các tín hiệu Baseband đầu vào I Q đưa vào Quadrature Modulator với tín hiệu LO (đã đưa qua dịch pha 900/00) Tín hiệu đầu Quadrature Modulator đưa qua khuyếc đại nguồn PA (Power Amplifier) gửi tới anten phát thông qua mạch ghép nối song công (hoặc chuyển mạch anten) để phát Direct Conversion Transmitter • Đầu vào Quadrature Modulator bao gồm: – Các tín hiệu baseband I Q, I Q tạo cách cho thông tin cần phát xử lý (lấy mẫu, lượng tử hóa, mã hóa) cho qua tách bit (còn gọi chuyển đổi nối tiếp/song song) I Tín hiệu vào Lấy mẫu Lượng tử hóa Mã hóa Tách bit Q Direct Conversion Transmitter - Tín hiệu LO tạo tự dao động (Local Oscilator), có tần số đóng vai trò tần số sóng mang, đưa vào đầu trộn thông qua qua dịch pha I coswt Q.sinwt + I.coswt 90 sinwt coswt Q 10 Direct Conversion Transmitter • Đánh giá hệ thống – Độ tích hợp hệ thống cao – Chỉ sử dụng tần số không cao – Rất khó để sử dụng tần số cao khó kết hợp phần tử thụ động riêng lẽ hệ thống độ xác cao Người ta cách tần số cao thực riêng rẽ phần tử thụ động Lý phải sử dụng phần tử thụ động yêu cầu lọc có chất lượng cao hoạt động tần số cao 14 Direct Conversion Transmitter • Thường xảy tượng LO Pulling Tín hiệu đầu khuyếch đại PA thường đưa tới Anten thông qua khếch đại truyền, không Transmitted Channel mà có Adjacen Channels khuyếch đại Các tín hiệu lân cận quay trở lại kết hợp với tự tạo dao động LO, kết đầu vào ănten bao gồm tần số không mong muốn 15 I 90 Q ωLO 16 Direct Conversion Transmitter Nếu che LO không tốt nguồn đầu PA cao, tượng LO pulling có khả xảy Trong vài hệ thống LO thiết kế để đầu hệ thống mang phát nhiều tần số (thường 4) chúng bị tách để thu tần số mong muốn Trong trường hợp nguồn điều hòa đầu PA nguyên nhân gây LO pulling 17 Direct Conversion Transmitter • Giải pháp cho vấn đề LO Pulling Sử dụng kiến trúc Direct conversion with offset LO thay I ω2 90 ωLO ω1 Q 18 Direct Conversion Transmitter • Direct-conversion transmitter with offset LO Trong kiến trúc khác cách đưa tín hiệu LO vào QuadratureModulator, có hai tạo tín hiệu LO1(ứng với tần số f1) LO2(ứng với tần số f2) chúng trộn với thông qua trộn đặt đưa vào QuadratureModulator thông qua lọc thông dải BPF, lúc tần số sóng mang đầu diều chế khuếch đại PA (f1+ f2) (f1 – f2), tần số cách xa so với f1 f2 19 Direct Conversion Transmitter • Nhược điểm phương pháp trộn LO1 LO2 trộn phi tuyến • Mặt khác phương pháp đòi hỏi thêm tạo dao động LO đầu dải tín hiệu khử nhiễu cách triệt để lọc BPF nên gây suy giảm tín hiệu điều chế 20 Two-step Conversion Transmitter • Sơ đồ khối I 90 Q cosω1t cosω2t ω1+ω2 21 Two-step Conversion Transmitter • Hoạt động Kiến trúc máy phát theo kiểu two step conversion sử dụng rộng rãi khắp nơi Hoạt động chia làm hai bước Bước 1: Các tín hiệu baseband I Q đưa vào Quadrature Modullator với tần số LO1 để điều biến chuyển đổi giống Direct Conversion Ở bước ta sử dụng tự tạo dao động LO1 tạo tần số f1, tần số gọi IF (Intermediate Frequency), để đưa vào Quadrature Modullator 22 Two-step Conversion Transmitter • Hoạt động 23 Two-step Conversion Transmitter • Hoạt động – Bước hai: Tín hiệu đầu Quadraturre Modulator đưa vào trộn thông qua lọc thông dải BPF1, với tần số f2 tạo nhờ tự dao động thứ hai LO2, Tín hiệu chuyển đổi qua trộn cho qua lọc BPF2 lần gửi tới đầu vào khuyếch đại PA gửi tới anten Tần số đầu vào đầu khuếch đại PA chọn (f1+ f2) hay (f1-f2) 24 Two-step Conversion Transmitter • Đánh giá – Do tần số sóng mang (f1+ f2) hay (f1-f2) nên kiến trúc chống tượng LO Pulling (LO Pulling hơn) – Một lợi kiến trúc khả lọc tín hiệu điều biến dạng tín hiệu tốt so với kiến trúc Direct-conversion transmitter with offset LO, tốt I/Q matching, LO Pulling 25 Two-step Conversion Transmitter • Đánh giá – Yêu cầu cao lọc BPF2, hai bên dải tín hiệu có lương đòi hỏi chúng phải bị triệt tiêu 26 Một số máy thu phát thông dụng 27 Cám ơn lắng nghe 28 [...]... số hệ thống người ta còn đưa giữa bộ điều biến và bộ khuyếch đại một bộ lọc thông thấp LPF, với mục đích xác định rõ nhiễu để thu giúp cho việc thu tốt hơn LPF I 0 90 Q 13 Direct Conversion Transmitter • Đánh giá hệ thống – Độ tích hợp của hệ thống cao – Chỉ sử dụng ở tần số không cao quá – Rất khó để sử dụng ở tần số cao bởi vì khi đó rất khó kết hợp giữa các phần tử thụ động riêng lẽ trong hệ thống. .. cách là ở tần số cao thì thực hiện riêng rẽ các phần tử thụ động này Lý do phải sử dụng các phần tử thụ động là do yêu cầu của các bộ lọc có chất lượng cao hoạt động ở tần số cao 14 Direct Conversion Transmitter • Thường xảy ra hiện tượng LO Pulling Tín hiệu ở đầu ra của bộ khuyếch đại PA thường được đưa tới Anten thông qua một bộ khếch đại truyền, ở đây không chỉ Transmitted Channel mà còn có cả các. .. Adjacen Channels được khuyếch đại Các tín hiệu lân cận này sẽ quay trở lại kết hợp với bộ tự tạo dao động LO, kết quả là ở đầu vào của ănten sẽ bao gồm cả tần số không mong muốn 15 I 0 90 Q ωLO 16 Direct Conversion Transmitter Nếu sự che LO không tốt và nếu nguồn ở đầu ra PA cao, hiện tượng LO pulling có khả năng xảy ra hơn Trong một vài hệ thống LO được thiết kế để đầu ra hệ thống mang phát ra nhiều tần... pháp cho vấn đề LO Pulling Sử dụng kiến trúc Direct conversion with offset LO thay thế I 0 ω2 90 ωLO ω1 Q 18 Direct Conversion Transmitter • Direct-conversion transmitter with offset LO Trong kiến trúc này chỉ khác là cách đưa tín hiệu LO vào bộ QuadratureModulator, ở đây có hai bộ tạo tín hiệu LO1(ứng với tần số f1) và LO2(ứng với tần số f2) chúng sẽ được trộn với nhau thông qua một bộ trộn đặt ngoài... và LO2(ứng với tần số f2) chúng sẽ được trộn với nhau thông qua một bộ trộn đặt ngoài và được đưa vào bộ QuadratureModulator thông qua một bộ lọc thông dải BPF, lúc đó tần số sóng mang ở đầu ra bộ diều chế và bộ khuếch đại PA sẽ là (f1+ f2) hoặc là (f1 – f2), các tần số này cách xa so với f1 và f2 19 Direct Conversion Transmitter • Nhược điểm của phương pháp này là bộ trộn LO1 và LO2 là bộ trộn phi... hiệu không thể được khử nhiễu một cách triệt để bằng bộ lọc BPF nên gây ra sự suy giảm ở các tín hiệu điều chế 20 Two-step Conversion Transmitter • Sơ đồ khối I 0 90 Q cosω1t cosω2t ω1+ω2 21 Two-step Conversion Transmitter • Hoạt động Kiến trúc máy phát theo kiểu two step conversion được sử dụng rất rộng rãi ở khắp nơi Hoạt động của nó được chia làm hai bước Bước 1: Các tín hiệu baseband I và Q được... f2) hay (f1-f2) 24 Two-step Conversion Transmitter • Đánh giá – Do tần số sóng mang là (f1+ f2) hay (f1-f2) nên kiến trúc này chống được hiện tượng LO Pulling (LO Pulling ít hơn) – Một lợi thế của kiến trúc này là khả năng lọc tín hiệu đã được điều biến để cho ra dạng tín hiệu tốt hơn so với kiến trúc Direct-conversion transmitter with offset LO, do tốt hơn trong I/Q matching, trong khi LO Pulling ít... Quadrature Modullator 22 Two-step Conversion Transmitter • Hoạt động 23 Two-step Conversion Transmitter • Hoạt động – Bước hai: Tín hiệu ở đầu ra của bộ Quadraturre Modulator được đưa vào một bộ trộn thông qua bộ lọc thông dải BPF1, cùng với tần số f2 được tạo ra nhờ bộ tự dao động thứ hai LO2, Tín hiệu đã được chuyển đổi qua bộ trộn này được cho qua bộ lọc BPF2 một lần nữa và được gửi tới đầu vào của bộ khuyếch... Two-step Conversion Transmitter • Đánh giá – Yêu cầu cao về bộ lọc BPF2, bởi vì cả hai bên của dải tín hiệu có năng lương như nhau và đòi hỏi một trong chúng phải bị triệt tiêu 26 Một số máy thu phát thông dụng 27 Cám ơn đã lắng nghe 28 .. .Các kiến trúc hệ thống viễn thông Trong hệ thống truyền thông, máy phát RF chịu trách nhiệm vấn đề như: điều biến, chuyển đổi, khuyếch đại truyền tín hiệu không gian cách sử dụng ănten Các kiến. .. create carrier Power Supply a Hệ thống phát (TransmitterArchitectures) Lựa chọn kiến trúc đặc biệt quan trọng việc định hướng hoạt động thích hợp hệ thống Có hai kiến trúc sử dụng nhiều máy phát... trúc hệ thống viễn thông Đầu vào phổ biến máy phát tín hiệu tương tự dải sở đầu tần số cao nguồn tín hiệu cao điều biến Đầu nguồn, tính chất tuyến tính, lực, độ phức tạp mạch giá thành vài thông