Анализ зависимости фазовой ошибки и Q компонент в схемах формирования комплексного сигнала от разброса параметров пассивных элементов


 

Анализ зависимости фазовой ошибки и Q компонент в схемах формирования комплексного сигнала от разброса параметров пассивных элементов

Применение для передачи информации частотной модуляции требует представления радиочастотного сигнала в комплексном виде. С этой целью используются комплексные повышающие и понижающие преобразователи частоты, для работы которых требуется наличие пары гетеродинных сигналов с равной частотой и амплитудой, но имеющие фазовый сдвиг 90 градусов. Кроме того, в интегральных радиоприемных устройствах часто используются преобразователи частоты с подавлением зеркального канала построенных по методу Хартли (Hartley) или по методу Вивера (Weaver). Точность выполнения операций преобразования частоты и подавления зеркального канала сильно зависит от степени рассогласования фаз квадратурных компонент сигнала, вызванных разбросом параметров пассивных элементов. В докладе представлены методы получения комплексных сигналов и анализ зависимости фазовой ошибки и Q компонент от разброса параметров пассивных компонентов в схемах формирования комплексного сигнала. Приведена реализация преобразователя частоты с подавлением зеркального канала, выполненного по методу Хартли.

В данном методе после операции преобразования частоты комплексным смесителем, полученные и Q компоненты смещаются друг от друга по фазе на 90 градусов, а затем суммируются. Для проведения фазового смещения предложено использовать двухстадийный proximity считыватель, позволяющий уменьшить влияние разброса параметров пассивных элементов на фазовую ошибку. Проведена оценка влияния фазовой ошибки фазовращателя на коэффициент подавления зеркального канала. Предложена методика расчета оптимальных значений резисторов и конденсаторов в двух стадиях фазовращателя с целью минимизации фазовой ошибки. В результате оптимизации удалось получить значение коэффициента зеркального канала не менее 50dB при разбросе резисторов и конденсаторов до 30 %.

Использование апериодических звеньев при аналого-цифровой обработке сигналов в специализированных вычислительных устройствах

 Обработка сигналов с рассматриваемых датчиков, ограничения накладываемые использованием отечественной элементной базы и паразитными гармониками входных синусоидальных сигналов требует использования сложных структурных схем построения входных трактов преобразования аналоговых сигналов. В работе предлагается несколько структурных схем обработки синусоидальных сигналов, как с использованием микропроцессорного управления, так и без него:

- масштабирующие усилители с коммутацией через схему выборки п хранения; - масштабирующие усилители с коммутацией через конвейерный преобразователь сигнала;

- выпрямительные каскады с использованием апериодических звеньев.

Рассмотрев структуры входных трактов применительно к требованиям, предъявленным к разработке специализированного вычислительного устройства, количеству обрабатываемых сигналов и быстродействию аналого-цифрового преобразователя (АЦП) была выбрана структура обработки переменных сигналов с использованием апериодических звеньев. Структура позволяет выполнять выпрямление переменных сигналов и подавать их на вход АЦП с наименьшим временем обработки сигнала. В рассматриваемой структуре количество управляющих воздействий от сетевого контроллера gate сведено к минимуму. Применение апериодических звеньев для выпрямления синусоидальных сигналов обеспечивает фильтрацию сигнала, подавление гармоник высшего порядка, компенсирует постоянную составляющую сигнала.