بخشی از مقاله
خلاصه
همان طور که میدانید مدولاسیونFM به علت مقاوم بودن در برابر نویز، در سخن پراکنی کاربرد وسیعی دارد مثلاٌ در ارسال صدای تلویزیون از مدولاسیون FM استفاده میشود.در این گیرنده، موج FM دریافتی توسط میکسر و نوسانساز محلی اولیه به موج FM با فرکانس مرکزی 10.7MHz تبدیل و بعد از فیلتر شدن با فیلتر سرامیکی تقویت میشود و توسط میکسر و نوسان ساز محلی ثانویه به موج FM با فرکانس مرکزی 455 KHz تبدیل میشود.
به این عمل اصطلاحاٌ Down Convert کردن سیگنال، میگویند. سیگنال 455KHz به منظور تقویت و از بین بردن تغییرات احتمالی دامنه آن از یک Limiter عبور کرده و پس از عبور از مدار آشکارساز ربعی - - Quadrature Detector سیگنال پیام آشکار میگردد. و نهایتاٌ این گیرنده توسط نرم افزار ADS شبیهسازی میشود.از آنجایی که در مدولاسیون FM، اطلاعات که همان سیگنال پیام میباشد در فرکانس موج حامل نهفته است، این مدولاسیون نسبت به نویز و تغییرات دامنه حساس نمیباشد. در نتیجه یکی از کاربردهای مهم آن میتواند در ارسال صوت با کیفیت بالا باشد.
.1مقدمه
امروزه فرایند مدولاسیون بخش مهمی از طراحی سیستمهای مخابراتی است.یکی از انواع مدولاسیون، مدولاسیون زاویهای است. مدولاسیون زاویهای بر دو قسم است: مدولاسیون فرکانس یا FM و مدولاسیون فاز یا PM، که در این پروژه از مدولاسیون زاویهای فرکانس استفاده شده است. ابتدا با استفاده از تئوریهای موجود، گیرندههای FM مورد بررسی قرار گرفتند و به منظور امکانسنجی ساخت گیرنده مورد نظر - گیرنده FM با فرکانس مرکزی IC - 160MHzهای گیرنده بررسی و در نهایت MC3362 انتخاب گردید. برای آشنایی با نحوه به کارگیری ابتدا مدار داخلی آیسی MC3362 مورد بررسی قرار گرفته و به کمک آن یک گیرنده FM با فرکانس مرکزی 160MHz طراحی شد.
FMبعد از AM اختراع و تجاری شد که بیشترین مزیت آن مقاومت زیاد آن در برابر نویز نسبت به AMاست. مدولاسیون فرکانس تکنیک استاندارد برای مخابرات صدا با کیفیت عالی است که سیگنالهای دریافت شده در باند سخن-پراکنی بین 88MHz تا 108MHz میباشد. اما باند سخن پراکنی AM بین 450 KHz تا 1650KHz می باشد. دلیل اصلی شفافیت صدا درFM این است که وقتی آشکارسازهای FM به طور مناسب طراحی شوند نسبت به تغییرات دامنه تصادفی و نویز الکتریکی حساس نیستند مدولاسیون فرکانس فقط در سخن پراکنی استفاده نمیشود بلکه در ارتباطات بیمارستانها و پلیس کانالهای اضطراری، صدای تلویزیون سیستمهای تلفن بیسیم و رادیوی آماتور بالای30MHz نیز کاربرد دارد. مفهوم اساسی یک سیگنال FM در مقابل یک سیگنال AMدر شکل - 1 - نمایش داده شده است .
شکل - 1 مدولاسیون FM در مقایسه با AM
.3 شبیه سازی فرستندهFM با فرکانس حامل160MHz در ADS
میدانیم که یکی از روشهای تولید FM این است که سیگنال پیام خود را به ولتاژ کنترل VCO اعمال کنیم پارامترKv همان گین VCO است که به صورت زیر تعریف میشود:
شکل-2 مشخصه فرکانس نوسانساز.
:Vmax ولتاژ کنترل در آن فرکانس نوسانVCO که برابرFmax است.
:Vmin ولتاژ کنترل در آن فرکانس نوسانVCO که برابرFmin است.
:Fmax ماکزیمم فرکانس که در آن فرکانس نوسان و ولتاژ کنترل رابطه خطی خود را حفظ میکنند.
:Fmin مینیمم فرکانس که در آن فرکانس نوسان و ولتاژ کنترل رابطه خطی خود را حفظ میکند. میخواهیم انحراف فرکانس ما 1MHz باشد از طرفی دامنه سیگنال پیام5V است.
.4 مشخصات میکسر
- IMage-Rejحذف تصویر - : حذف فرکانس تصویر، که معمولاً بر حسبdB بیان میشود. نسبت دامنه فرکانس تصویر به دامنه فرکانس حاملی است که خروجی یکسانی در طبقه مخلوط کننده ایجاد میکند. برای گیرندههای سیستم-های مخابراتی مقدار نوعی حذف تصویر 59 dB است.
Conversion gain - بهره انتقالی - : عبارتست از نسبت توان سیگنال خروجی - - IF به توان سیگنال ورودی - - RF عدد نویز - : - NF عبارتست ازSNR دریچه ورودی - - RF به SNR دریچه خروجی - - IF
:LO-Rej1 ایزولاسیون مقدار نشست بین دریچهها را نشان میدهد. ایزولاسیونFLO در دریچه RF مقدار تضعیف سیگنال اندازه گیری شده در دریچه را نشان میدهد که درADS باLO-Rej1 نشان داده میشود.
:LO-Rej2 همان ایزولاسیونFLO در دریچهIF یعنی مقدار تضعیف سیگنالFLO اندازهگیری شده در دریچه.IF را نشان میدهد.
:RF-Rej همان ایزولاسیونFIF در دریچهRF یعنی مقدار تضعیف سیگنالFIF در دریچه RF را نشان می-دهد.
اکنون از جعبه اجزا رویFilters-Band pass کلیک کرده و دو عدد SAW Filter را بعد از میکسرها قرار میدهیم. پارامترهای فیلتر اول را به صورت زیر وارد میکنیم:
- Fcenter=10.7MHzفرکانس مرکزی فیلتر - Bwpass = 1.7 MHz - باند عبوری - Bw Stop = 2MHz - باند توقف -
همین طور برای فیلتر دوم داریم:
Bw Stop =95 KHz, BWpass=85, Fcenter = 455KHz
.5 فیلترهای موج اکوستیکی سطحی - - SAW Filter
در فیلترهای موج اکوسیتکی سطحی - - SAW Filter از خاصیت انتشار موجهای اکوسیتکی بر روی سطح ماده پیزو الکتریکی استفاده میشود. موج اکوسیتکی توسط میدان الکتریکی بین انگشتهای در هم روی سطح ماده به وجود میآید. شکل 9-9 و در انتها توسط انگشتهای مشابهی به سیگنال الکتریکی تبدیل میشود. فاصله انگشتها طول موج سیگنال اکوسیتکی تحریک شده، همپوشانی انگشتها شدت هر منبع موج و تعداد بخشها پنهای باند را تعیین میکند
