W tym artykule opisano konstrukcję konwertera RF wraz ze schematami blokowymi, opisującymi konstrukcję konwertera RF w górę i konwertera RF w dół. Omówiono w nim składowe częstotliwościowe używane w tym konwerterze częstotliwości pasma C. Projekt został zrealizowany na płytce mikropaskowej z wykorzystaniem dyskretnych elementów RF, takich jak miksery RF, oscylatory lokalne, układy MMIC, syntezatory, oscylatory referencyjne OCXO, pady tłumiące itp.
Projekt konwertera RF w górę
Konwerter częstotliwości RF (RF) odnosi się do konwersji częstotliwości z jednej wartości na drugą. Urządzenie, które konwertuje częstotliwość z niskiej na wysoką, nazywane jest konwerterem w górę. Ponieważ działa na częstotliwościach radiowych, nazywany jest konwerterem w górę RF. Ten moduł konwertera w górę RF przekształca częstotliwość pośredniej częstotliwości pośredniej (IF) w zakresie od około 52 do 88 MHz na częstotliwość radiową (RF) od około 5925 do 6425 GHz. Stąd nazywany jest konwerterem w górę pasma C. Jest on używany jako jeden z elementów transceivera RF w satelitach VSAT, wykorzystywanych w komunikacji satelitarnej.
Rysunek 1: Schemat blokowy konwertera RF w górę
Zobaczmy projekt konwertera RF Up w przewodniku krok po kroku.
Krok 1: Sprawdź, czy miksery, oscylatory lokalne, układy MMIC, syntezatory, oscylatory referencyjne OCXO i pady tłumiące są ogólnie dostępne.
Krok 2: Wykonaj obliczenia poziomu mocy na różnych etapach składowania, szczególnie na wejściu układów MMIC, tak aby nie przekroczył on punktu kompresji 1 dB urządzenia.
Krok 3: Zaprojektowanie i zastosowanie odpowiednich filtrów paskowych Micro na różnych etapach w celu odfiltrowania niechcianych częstotliwości po mikserach w projekcie, zależnie od tego, która część zakresu częstotliwości ma zostać przepuszczona.
Krok 4: Przeprowadź symulację za pomocą mikrofalowego urządzenia Office lub Agilent HP EEsof z odpowiednią szerokością przewodników w różnych miejscach płytki PCB dla wybranego dielektryka, zgodnie z częstotliwością nośną RF. Nie zapomnij użyć materiału ekranującego jako obudowy podczas symulacji. Sprawdź parametry S.
Krok 5: Wykonaj płytkę PCB, przylutuj zakupione elementy i zrób to samo.
Jak pokazano na schemacie blokowym na rysunku 1, należy zastosować odpowiednie tłumiki o wartości 3 dB lub 6 dB, aby osiągnąć punkt kompresji 1 dB urządzeń (kart MMIC i mikserów).
Należy użyć lokalnego oscylatora i syntezatora o odpowiednich częstotliwościach. Do konwersji pasma 70 MHz na pasmo C zaleca się częstotliwość LO 1112,5 MHz i syntezator w zakresie częstotliwości 4680–5375 MHz. Zasadą przy wyborze miksera jest, że moc LO powinna być o 10 dB większa niż najwyższy poziom sygnału wejściowego przy P1 dB. GCN to sieć regulacji wzmocnienia (Gain Control Network) zaprojektowana z wykorzystaniem tłumików diodowych PIN, które zmieniają tłumienie w zależności od napięcia analogowego. Należy pamiętać o użyciu filtrów pasmowo-przepustowych i dolnoprzepustowych w razie potrzeby, aby odfiltrować niepożądane częstotliwości i przepuścić pożądane częstotliwości.
Projekt konwertera RF w dół
Urządzenie, które konwertuje częstotliwość z wysokiej na niską, nazywane jest konwerterem w dół. Ponieważ działa na częstotliwościach radiowych, nazywane jest konwerterem w dół RF. Zobaczmy projekt konwertera w dół RF z instrukcją krok po kroku. Ten moduł konwertera w dół RF przekształca częstotliwość RF w zakresie od 3700 do 4200 MHz na częstotliwość pośrednią IF w zakresie od 52 do 88 MHz. Stąd nazywany jest konwerterem w dół pasma C.
Rysunek 2: Schemat blokowy konwertera RF w dół
Rysunek 2 przedstawia schemat blokowy konwertera w dół pasma C wykorzystującego komponenty RF. Zobaczmy projekt części konwertera w dół RF z instrukcją krok po kroku.
Krok 1: Zgodnie z projektem heterodyny wybrano dwa miksery RF, które konwertują częstotliwość RF z zakresu 4 GHz na 1 GHz oraz z zakresu 1 GHz na 70 MHz. W projekcie zastosowano mikser RF MC24M, a mikser IF TUF-5H.
Krok 2: Zaprojektowano odpowiednie filtry do stosowania na różnych etapach konwertera RF. Obejmują one filtry BPF od 3700 do 4200 MHz, BPF 1042,5 +/- 18 MHz i LPF od 52 do 88 MHz.
Krok 3: Układy scalone wzmacniacza MMIC i podkładki tłumiące są stosowane w odpowiednich miejscach, jak pokazano na schemacie blokowym, aby zapewnić odpowiednie poziomy mocy na wyjściu i wejściu urządzeń. Są one dobierane zgodnie ze wzmocnieniem i wymogiem kompresji 1 dB dla konwertera obniżającego napięcie RF.
Krok 4: Syntezator RF i LO używane w projekcie konwertera w górę są również używane w projekcie konwertera w dół, jak pokazano.
Krok 5: Izolatory RF są stosowane w odpowiednich miejscach, aby umożliwić przepływ sygnału RF w jednym kierunku (tj. do przodu) i zapobiec jego odbiciu w kierunku do tyłu. Stąd nazwa „urządzenie jednokierunkowe”. GCN to skrót od Gain Control Network (sieć regulacji wzmocnienia). GCN działa jako urządzenie o zmiennym tłumieniu, które umożliwia ustawienie wyjścia RF zgodnie z potrzebami budżetu łącza RF.
Wnioski: Podobnie jak w przypadku koncepcji opisanych w projekcie konwertera częstotliwości RF, możliwe jest zaprojektowanie konwerterów częstotliwości dla innych częstotliwości, takich jak pasmo L, pasmo Ku i pasmo fal milimetrowych.
Czas publikacji: 07-12-2023
