Überblick über Senderschaltungen

Transkript

1 Überblick über Senderschaltungen I sin t 1 cos t 1 BPF PA Q cos t Roland Pfeiffer 7. Vorlesung

2 Ausahl einer Senderschaltung Ihr Chef stellt Ihnen die Aufgabe, eine optimale Senderschaltung für ein Single-Chip-Handy auszusuchen. Ihre Aufgaben: -Problemstellung -linearer oder nicht-linearer Senderverstärker? -verschiedene Senderschaltungen: -Vorteile, Nachteile -Integrierbarkeit Ausahl einer Senderschaltung

3 Gliederung Problemstellung linearer oder nicht-linearer Senderverstärker Senderschaltungen heterodyne Senderschaltung homodyne Senderschaltung Zusammenfassung Literaturhineise

4 Problemstellung Aufgabe eines ( Handy )-Senders: Transmitter (Sender) BB Basisbandsignal Modulator RF Eingang: Signal in Basisband (engl. BaseBand) Ausgang: moduliertes Hochfrequenz-Signal (engl. RadioFrequency)

5 linear vs. nicht-linear? PA Ausgangsiderstand=R L!! R L R L Wirkungsgrad maximal 50% (theoretisch) Wirkungsgrad maximal 100% (theoretisch) (Q)ASK (Q)PSK /4-QPSK Offset-QPSK (Q)GMSK

6 linear vs. nicht-linear? variable-envelope Signal und nichtlinearer Verstärker führt zu spectral regroth + R L = P f Meßgröße: adjacent channel poer B B B B Mobilfunk-Standards GSM 10 db/div. geünschter Kanal Nachbar- Kanal 100 khz/div. B=200kHz

7 Gliederung Problemstellung linearer oder nicht-linearer Senderverstärker Senderschaltungen heterodyne Senderschaltung homodyne Senderschaltung Zusammenfassung Literaturhineise

8 Heterodyne-Sender Heterodyne: LO-Frequenz Sendefrequenz Image-Problematik!! Surface Acoustic Wave (SAW) -Filter immer off-chip! I sin t 1 cos t 1 BPF PA Q cos t Image Frequenz

9 Heterodyne-Sender optimale Senderschaltung für ein Single-Chip-Handy?? andere Lösungen: Single-Sideband-Sender ( Single-Sideband-Mixer ) Antenne Single-Sideband Sender IF - IF LO IF + LO Single-Sideband-Sender Näheres in Mixer-Vorlesung!!

10 Gliederung Problemstellung linearer oder nicht-linearer Senderverstärker Senderschaltungen heterodyne Senderschaltung homodyne Senderschaltung Zusammenfassung Literaturhineise

11 Homodyne-Sender Homodyne: LO-Frequenz=Sendefrequenz!! Baseband I cos t c sin t c PA Baseband Q aber...

12 Homodyne-Sender Injection locking I durch Modulation f M f 0 f 0 VCO PA Q VCO rotes Handy natürliche Frequenz Koppelung auf VCO steigt f M(odulation) VCO rotes Handy auf f M abgelenkte Frequenz f M f 0 f f 0 f f 0 f f 0 f f M f M

13 Homodyne-Sender Gegenmaßnahme gegen das Injection locking : Offset-LO I VCO 1 1 BPF PA VCO 2 2 Q Bemerkung: auch andere Gegenmaßnahmen möglich!

14 Aufgabe Sie sollen ein GSM Dual-Band -Handy bauen, das auf 900 MHz (D- Band) und auf 1800 MHz (E-Band) arbeiten kann. Machen Sie für einen Homodyne -Sender unter Berücksichtung des Offset-LO das frequency planning!! Antort:

15 Zusammenfassung Problemstellung linearer vs. nicht-linearer Senderverstärker: adjacent channel poer im Mobilfunk-Standard Senderschaltungen Heterodyne-Sender: klassischer on-chip Sender, Image-Frequenz-Problem Homodyne-Sender: am geeignesten für Single-Chip Sender, aber injection locking -Probleme

16 Aufgabe: Wägen Sie Vor- und Nachteile des Heterodyne- und Homodyne- Senders für ein Single-Chip-Handy ab und treffen Sie dann ein Vor-Entscheidung über die Sender-Architektur!!

17 TX/RX Ausirkung auf Schaltungstechnik: Ausirkungen auf Schaltungstechnik eines Single-chip-Handys: -heterodyne Sender mit Single-Sideband-Mixer -homodyne Sender: Gegenmaßnahmen zu injection locking z.bsp. Offset-LO LO- Signalerzeug. Station Verstärker LNA Don-conv. Mixer zu RX DSP Sender PA Up-conv. Mixer von TX DSP LO- Signalerzeug.

18 Blockschaltbild eines Handys Channel extra Chip

19 Literaturhineise Bücher: -B. Razavi, RF Microelectronics,Prentice Hall, 1998, ISBN Veröffentlichungen: -B. Razavi, RF Transmitter Architectures and Circuits, Custom Integrated Circuits Conference, 1999