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《電子科技》2014年第五期

1接收機(jī)系統(tǒng)模型的建立

使用濾波器、放大器、混頻器等行為級(jí)的功能模塊搭建接收機(jī)系統(tǒng)。運(yùn)用S參數(shù)仿真、交流仿真、諧波平衡仿真、瞬態(tài)響應(yīng)仿真等仿真器對(duì)接收機(jī)系統(tǒng)的性能參數(shù)進(jìn)行模擬檢測(cè)。

1.1接收機(jī)靈敏度模型的建立 由于各模塊的參數(shù)均為已知，通過計(jì)算可得出系統(tǒng)總的噪聲系數(shù)和三階互調(diào)截點(diǎn)等。噪聲系數(shù)定義為系統(tǒng)的輸入信噪功率比(SNR)i=Pi/Ni，與輸出信噪比(SNR)o=Po/No的比值。噪聲系數(shù)表征了信號(hào)通過系統(tǒng)后，系統(tǒng)內(nèi)部噪聲造成信噪比惡化的程度，噪聲系數(shù)常用NF表示。根據(jù)噪聲系數(shù)的級(jí)聯(lián)式可以計(jì)算出系統(tǒng)總的噪聲系數(shù)。給定低噪聲放大器的增益為13.5dB，噪聲系數(shù)為1.5dB，混頻器的增益為7.9dB，噪聲系數(shù)為13.4dB，利用式(4)可計(jì)算出NF=4.12dB。三階截點(diǎn)IP3定義為三階互調(diào)功率達(dá)到和基波功率相等的點(diǎn)，此點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的輸入功率表示為IIP3，其所對(duì)應(yīng)的輸入功率表示為OIP3［9］。根據(jù)三階互調(diào)截點(diǎn)的級(jí)聯(lián)式可得，系統(tǒng)總的IIP3=－9.75dBm。通過仿真，可得到整個(gè)接收機(jī)端的增益為17.205dB，接收端總的噪聲系數(shù)為4.151dB，而計(jì)算結(jié)果為4.12dB。仿真接收端的三階輸入截點(diǎn)為－10.124dBm，而計(jì)算結(jié)果為－9.75dBm。以上結(jié)果有一定的差異，該差異是由增益壓縮等因素所引起的。此外，根據(jù)仿真結(jié)果還可計(jì)算得出接收機(jī)的靈敏度。設(shè)計(jì)中，NF=4.12dB，B=6MHz，當(dāng)(SNR)0，min=10dB時(shí)，由靈敏度計(jì)算結(jié)果為92.08dBm。

1.2接收機(jī)選擇性模型的建立對(duì)模型進(jìn)行S參數(shù)仿真，仿真結(jié)果如圖4所示。m1點(diǎn)接收機(jī)在頻帶選擇濾波器的中心頻率(2.4GHz)有20dB的最大增益，即LNA的增益減去微波帶通濾波器的插入損耗。在中心頻率處，反射損耗最小，約－50dB。m2表示在偏離中心頻率70MHz處約為25dB的衰減。接收機(jī)射頻前端的接收帶寬為6MHz，而通帶內(nèi)的波動(dòng)不超過0.125dB。

1.3接收機(jī)預(yù)算增益仿真模型的建立通過建立接收機(jī)的預(yù)算增益模型，可看到系統(tǒng)總增益在系統(tǒng)各部分中的分配情況。預(yù)算增益仿真在諧波平衡分析及交流分析中均可進(jìn)行，但若在交流仿真中進(jìn)行的話，混頻器不能是晶體管級(jí)。因?yàn)榇诉M(jìn)行的是行為級(jí)仿真，混頻器的非線性特征是已知的，所以需利用交流分析進(jìn)行仿真。通過圖6可看出，接收機(jī)VGA增益最大和最小的情況下整機(jī)增益的分配情況。總體來說，整機(jī)增益最大處在中頻放大器(AMP)，且當(dāng)VGA增益變化時(shí)，中頻放大器(AMP)處的增益也隨之變化。

2結(jié)束語

通過對(duì)實(shí)際的集成射頻模塊的選擇，以及利用ads對(duì)接收機(jī)進(jìn)行仿真，可得到一些重要的性能指標(biāo)，通過對(duì)這些性能指標(biāo)的分析和預(yù)估，可得出器件是否滿足實(shí)際無線通信環(huán)境對(duì)射頻系統(tǒng)的要求。本文對(duì)接收機(jī)系統(tǒng)相關(guān)射頻器件進(jìn)行相應(yīng)的指標(biāo)性能分析，為接收機(jī)的電磁兼容研究分析提供參考和依據(jù)。

作者：梅永勝楊楠單位：西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院