У цій статті описується конструкція радіочастотного перетворювача, а також блок-схеми, що описують конструкцію підвищувального та знижувального радіочастотних перетворювачів. У ній згадуються частотні компоненти, що використовуються в цьому перетворювачі частоти C-діапазону. Конструкція виконана на мікросмужковій платі з використанням дискретних радіочастотних компонентів, таких як радіочастотні змішувачі, гетеродини, мікросхеми з мікросхемами (MMIC), синтезатори, опорні генератори OCXO, атенюаторні колодки тощо.
Конструкція підвищувального перетворювача ВЧ
Радіочастотний перетворювач частоти означає перетворення частоти з одного значення на інше. Пристрій, який перетворює частоту з низького значення на високе, відомий як підвищувальний перетворювач. Оскільки він працює на радіочастотах, він відомий як підвищувальний перетворювач радіочастоти. Цей модуль підвищувального перетворювача радіочастоти перетворює проміжну частоту в діапазоні приблизно від 52 до 88 МГц на радіочастоту приблизно від 5925 до 6425 ГГц. Звідси він відомий як підвищувальний перетворювач C-діапазону. Він використовується як одна з частин радіочастотного приймача-передавача, що розгортається в VSAT, що використовується для супутникового зв'язку.
Рисунок 1: Блок-схема підвищувального перетворювача ВЧ
Давайте розглянемо конструкцію підвищувального перетворювача ВЧ-сигналу з покроковим керівництвом.
Крок 1: Дізнайтеся, які мікшери, гетеродини, мікроконтролери, синтезатори, опорні генератори OCXO, атенюатори є загальнодоступними.
Крок 2: Виконайте розрахунок рівня потужності на різних етапах лінійки, особливо на вході MMIC, таким чином, щоб він не перевищував точку стиснення пристрою 1 дБ.
Крок 3: Розробка та розробка відповідних мікросмужкових фільтрів на різних етапах для фільтрації небажаних частот після змішувачів у конструкції, залежно від того, яку частину частотного діапазону ви хочете пропустити.
Крок 4: Виконайте моделювання за допомогою мікрохвильового офісного приладу або Agilent HP EEsof з відповідною шириною провідників у різних місцях друкованої плати для обраного діелектрика, необхідного для несучої радіочастоти. Не забудьте використовувати екрануючий матеріал як корпус під час моделювання. Перевірте параметри S.
Крок 5: Виготовте друковану плату та припаяйте придбані компоненти, а потім припаяйте їх.
Як показано на блок-схемі на рисунку 1, для забезпечення точки стиснення 1 дБ пристроїв (мікросхем та мікшерів) необхідно використовувати відповідні атенюатори на 3 дБ або 6 дБ.
Потрібно використовувати гетеродин та синтезатор відповідних частот. Для перетворення 70 МГц у діапазон C рекомендується використовувати гетеродин з частотою 1112,5 МГц та синтезатор з діапазоном частот 4680-5375 МГц. Емпіричне правило вибору змішувача полягає в тому, що потужність гетеродина повинна бути на 10 дБ більшою за найвищий рівень вхідного сигналу на P1dB. GCN - це мережа регулювання посилення, розроблена з використанням атенюаторів на PIN-діодах, які змінюють ослаблення залежно від аналогової напруги. Не забудьте використовувати смуговий та низькочастотний фільтри за потреби, щоб відфільтрувати небажані частоти та пропустити потрібні частоти.
Конструкція понижувального перетворювача ВЧ
Пристрій, який перетворює частоту з високого значення на низьке, відомий як понижувальний перетворювач. Оскільки він працює на радіочастотах, він відомий як понижувальний перетворювач радіочастот. Давайте розглянемо конструкцію частини понижувального перетворювача радіочастот з покроковим керівництвом. Цей модуль понижувального перетворювача радіочастот перетворює радіочастоту в діапазоні від 3700 до 4200 МГц на частоту проміжної частоти в діапазоні від 52 до 88 МГц. Тому він відомий як понижувальний перетворювач C-діапазону.
Рисунок 2: Блок-схема понижувального перетворювача ВЧ
На рисунку 2 зображено блок-схему перетворювача частоти C-діапазону з використанням радіочастотних компонентів. Давайте розглянемо конструкцію частини перетворювача частоти, що знижує частоту, з покроковим керівництвом.
Крок 1: Згідно з гетеродинною схемою, було обрано два радіочастотні змішувачі, які перетворюють радіочастоту з діапазону 4 ГГц до 1 ГГц та з діапазону 1 ГГц до 70 МГц. У конструкції використовується радіочастотний змішувач MC24M, а змішувач ПЧ – TUF-5H.
Крок 2: Відповідні фільтри були розроблені для використання на різних каскадах понижувального перетворювача ВЧ. Це включає КПЧ від 3700 до 4200 МГц, КПЧ 1042,5 +/- 18 МГц та ФНЧ від 52 до 88 МГц.
Крок 3: Мікросхеми підсилювача MMIC та атенюаційні площадки використовуються у відповідних місцях, як показано на блок-схемі, для забезпечення рівнів потужності на виході та вході пристроїв. Вони вибираються відповідно до вимог щодо посилення та точки стиснення 1 дБ для понижувального перетворювача радіочастотної частоти.
Крок 4: РЧ-синтезатор і гетеродин, що використовуються в конструкції підвищувального перетворювача, також використовуються в конструкції понижувального перетворювача, як показано.
Крок 5: Радіочастотні ізолятори використовуються у відповідних місцях, щоб дозволити радіочастотному сигналу проходити в одному напрямку (тобто вперед) та зупинити його відбиття у зворотному напрямку. Звідси він відомий як однонаправлений пристрій. GCN розшифровується як мережа керування посиленням (Gain control network). GCN функціонує як пристрій зі змінним ослабленням, який дозволяє налаштовувати вихідний сигнал радіочастотного сигналу відповідно до бюджету радіоканалу.
Висновок: Подібно до концепцій, згаданих у цій конструкції радіочастотного перетворювача частоти, можна розробити перетворювачі частоти для інших частот, таких як L-діапазон, Ku-діапазон та міліметровий діапазон хвиль.
Час публікації: 07 грудня 2023 р.
