CHƯƠNG 2: HIỆU NĂNG MÁY THU VÔ TUYẾN 2.1 Chọn lọc tần số trong đồ mẫu thực tế
2.1.3.1. Chọn lọc kênh lân cận 8MHz
Mỗi tham số ảnh hưởng tới chọn lọc tần số của máy thu được nói đến tách biệt. Giả định là khối tín hiệu khác DVB-T ở kênh lân cận với khoảng cách kênh 8MHz.
Ảnh hưởng của bộ lọc đầu vào – khơng Bộ lọc tương tự
Hình 2.22: Lọc tương tự
Bộ lọc loại bỏ rất hạn chế quanh sóng mang, nhưng điều quan trọng hơn là cách xa dải tín hiệu mong muốn. Suy hao trung bình của bộ lọc là 9dBc với dải này.
Dải động 9bit(54dB) của ADC có thể phân thành hình như trên. Nó dùng 22dB dải động của ADC cho dải này.
Bằng cách kết hợp khối ADC và bộ lọc loại bỏ tương tự, hiệu ứng nối tiếp của hai khối này có thể được xác định bằng 22+9=31 dBc, như nếu khơng tính đến các sự
tốt hơn 31dB.
ADC dải động
Hình 2.23: Dải động ADC
Với một thiết kế lại của ADC, ADC dải động có thể lên tới 12bit (72dB dải động). Với cách phân dải ADC và bộ lọc tương tự như trên, và bộ lọc số hồn hảo, có thể đạt được tới 49dB chọn lọc kênh lân cận.
Trộn tương hỗ
Hình 2.24: Trộn tương hỗ
PPN = mức nhiễu tương hỗ trộn với tín hiệu mong muốn = -90dBc/Hz -20log(f2/f1) + 10 log (BW)
= -90 - 20log (8MHz/10KHz) + 10 log (7.6MHz) = -90 - 58 + 69
= -79dBc dưới mức tín hiệu khơng mong muốn
Chỉ riêng trộn tương hỗ hạn chế nhiễu kênh lân cận tới: 79dB - C/N = 61dBc trên tín hiệu mong muốn
chọn lọc kênh lân cận máy thu trước xét đến sự biến dạng. Thậm chí với ADC 12bit, cũng như ảnh hưởng của việc trộn tương hỗ, có thể làm giảm chọn lọc kênh lân cận tới 1dB.
Biến dạng xuyên điều chế
Các ảnh hưởng đã xem xét độc lập với mức cơng suất vào; tuy nhiên méo tín hiệu liên quan tới mức công suất vào. Méo dạng do mở rộng phổ của loe OFDM như hình dưới.
Hình 2.25: Loe OFDM của DVB-T
Mức độ của sự mở rộng phổ phụ thuộc vào biên độ của mỗi sóng mang trong 6817 sóng mang con tạo nên tín hiệu OFDM (giả thiết là mode 8k). Cơng suất tín hiệu tức thời phụ thuộc vào dữ liệu điều chế trên mỗi sóng mang, thường là ngẫu nhiên. Điều này làm phát sinh một tạp âm Gause giống phổ với tỷ số cơng suất đỉnh trên cơng suất trung bình tương tự khoảng 9dB. Mỗi sóng mang xuyên điều chế với sóng mang khác và mức độ mở rộng phổ trong thực tế khơng thể tính tốn một cách trực tiếp.
Với mục đích của đồ mẫu này, mức độ của xuyên điều chế bậc 3 có thể được tính tốn như khi tín hiệu chỉ có 2 sóng mang tại mỗi nửa cơng suất đỉnh của tồn bộ tín hiệu.
Kết quả của xuyên điều chế được sinh ra trong kênh mong muốn thêm nhiễu vào tín hiệu thu mong muốn. Như máy thu có bộ loại bỏ kênh lân cận 31dB và yêu cầu tỷ số C/N 18dB, tạp âm nền, chủ yếu sinh ra bởi tạp âm lượng tử của bộ ADC, phải thấp hơn sóng mang khơng mong muốn tối thiểu 49dB. Với tín hiệu không mong muốn -43dBm biến dạng xuyên điều chế cũng phải dưới mức khơng mong muốn
giảm tồn bộ loại bỏ kênh lân cận 3dB.
Hình 2.26: Nhiễu trong tín hiệu thu
Hình 2.27: Phổ tín hiệu chịu ảnh hưởng của kênh lân cận
Với mức cơng suất kênh lân cận nhỏ hơn thì ảnh hưởng của biến dạng cũng sẽ ít hơn. Ở mức cơng suất cao ảnh hưởng của biến dạng sẽ tăng lên nhanh chóng. Trong thực tế AGC có thể được sử dụng để hạn chế các ảnh hưởng của dải tín hiệu rộng bằng cách giảm khuếch đại máy thu. Tuy nhiên, máy thu IP3 cải thiện các sự suy giảm chỉ số tập âm máy thu.
Với hồi tiếp âm lý tưởng, máy thu sẽ không sinh ra một xuyên điều chế nào cho tới khi vượt quá dải điện thế của bộ khuếch đại. Coi rằng đây là 1V peak to peak, và
máy thu có trở kháng vào 50Ω, các tín hiệu tới 4dBm có thể được xử lý mà khơng có
biến dạng nào. Với các tín hiệu trên 1V biến dạng có thể tăng lên nhanh chóng do nhiễu băng rộng.
Nếu máy thu lý tưởng như vậy thì đã khơng có chỉ số tạp âm nền, và do đó đã có độ nhạy thu -87dBm, đã không bị hạn chế bởi bộ lọc loại bỏ hay trộn tương hỗ, có thể đạt được một dải động 88dB. Do đó khơng với AGC hay hồi tiếp âm, một block ở -43dBm có thể có các ảnh hưởng riêng biệt như là lượng tử hóa ADC với 9bit ENOB. Kết hợp cả hai, chọn lọc kênh lân cận có thể tới 28dB ở mức đầu vào này. Với mức đầu vào cao hơn thì xuyên điều chế sẽ chi phối.