СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №3/2014

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 50 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2014 Вход модемный Аттенюатор с фильтрами на ПАВ Малошумящий усилитель с фильтрами на ПАВ Синтезированный гетеродин с переключаемой частотой Двунаправленный резистивный смеситель Пороговый детектор Делитель Вилкинсона Фильтр гармоник МПЛ1 МПЛ2 А Ключ Усилитель мощности с фильтрами на ПАВ на входе Вход антенный Конвертер сигналов ISM-диапазонов Частотные ISM-диапазоны часто перегружены мешающими сигналами различного происхождения. Это приводит к необходимости перехода из одного ISM-диапазона в другой, менее загруженный. В настоящей статье и описана разработка такого частотного конвертера. Виктор Безруков (г. Пушкино, Московская обл.) Рис. 1. Упрощённая структурная схема конвертера сигналов ISM-диапазонов Разработанный конвертер частот- ного диапазона предназначен для переноса спектра частот сигналов от модема ISM, работающего в режиме передачи в диапазоне 902–928 МГц, в ISM-диапазон 2400–2483 МГц. В режи- ме приёма осуществляется обратное преобразование. Разработка этого конвертера име- ла свою специфику. Дело в том, что производитель модема даёт на своё изделие крайне скудную информа- цию. Это только рабочий диапазон частот, выходная мощность на пере- дачу, режим работы – полудуплекс. Неизвестен ни тип модуляции, ни дли- тельность преамбулы, ни то, какую её часть можно безболезненно потерять при переключении с приёма на пере- дачу. Также неизвестны требования к стабильности и точности установ- ки частоты синтезированного гетеро- дина конвертера. Кроме того, выход- ная мощность модема не регулирует- ся и составляет около 200 мВт. Из-за сжатых сроков (не более трёх месяцев) на разработку и изготовление партии конвертеров получить у производителя модемов ответы на все неясные вопро- сы не было возможности. Поэтому при разработке конвертера выбиралась такая его структура, которая позволи- ла полностью исключить потерю дли- тельности сигнала при работе на пере- дачу, в частности полностью передать его преамбулу. Упрощённая структурная схема конвертера приведена на рисунке 1. Рассмотрим кратко его работу. Как только модем начинает работать на передачу, от его СВЧ-сигнала сраба- тывает пороговый детектор, формиру- ющий команды на отключение пита- ния малошумящего усилителя (МШУ) и включение питания усилителя мощ- ности (УМ). И пока СВЧ-сигнал прохо- дит через аттенюатор с двумя филь- трами на поверхностно-акустических волнах (ПАВ), через двунаправлен- ный смеситель, через делитель Вил- кинсона и через два фильтра на ПАВ на входе усилителя мощности, успе- вает включиться сам усилитель мощ- ности. Таким образом, никакой поте- ри по длительности СВЧ-сигнала (пре- амбулы) от модема не происходит. За это же время происходит выключение малошумящего усилителя, а ключ на его входе отключает МШУ от антен- ного входа. Для сокращения времени пере- ключения с приёма на передачу нам пришлось отказаться от применения микросхемы антенного переключате- ля. Чтобы антенный переключатель не вносил существенных интермодуляци- онных искажений в проходящий через него СВЧ-сигнал с мощностью более 500 мВт, уровень мощности при ком- прессии коэффициента передачи на 1 дБ (P1dB) такого переключателя дол- жен составлять несколько ватт. Такие переключатели существуют, но время их переключения превышает 50 нс, что для нас было неприемлемо, так как это привело бы к потере части преам- булы. Поэтому была применена следу- ющая схема (см. рисунок). Выход УМ и вход МШУ соединяются в одной точ- ке «А» с помощью 50-Ом микрополо- сковых линий МПЛ1 и МПЛ2. Длина МПЛ1 выбиралась таким образом, что- бы трансформировать низкий выход- ной импеданс УМ в выключенном состоянии в высокое сопротивление в точке «А». При этом коэффициент шума МШУ ухудшается на величину около 0,5 дБ. Длина МПЛ2 выбира- лась так, чтобы трансформировать низкий входной импеданс ключа на входе МШУ в выключенном состоя- нии в высокое сопротивление в точ- ке «А». МПЛ2 закорачивается ключом на землю. © СТА-ПРЕСС