השפעת מסנן דיכוי תמונה על רעש פלט קדמי של קליטת RF

חזית קליטת ה-RF כוללת LNA, מסנן, מיקסר ורכיבים נוספים. מנקודת מבט של מפל גורמי רעש, יש לקוות שהשלב הראשון של קישור הקליטה יהיה מגבר בעל הגבר גבוה ודמות רעש נמוכה, על מנת להשיג דמות רעש נמוכה יותר של המערכת ולשפר את רגישות הקליטה.בנוסף ל-LNA, לקישור הקולט יש גם רכיב מפתח - מסנן דיכוי תמונה, הממוקם לפני המיקסר ומשמש לסינון רעשי תמונה ואותות תמונה כדי לשפר את יכולות ה-SNR ואת יכולות מניעת הפרעות תמונה של כל קישור הקולט.

להלן תיאור מפורט של ההשפעה של הכנסת מסנן דיכוי תמונה על רצפת רעש המערכת באמצעות גזירת נוסחאות.

1. יש מסנן דיכוי תמונה

איור 1 מציג שרשרת קליטה פשוטה של ​​קצה קדמי של RF, הכוללת LNA, מסנן ומיקסר. בהנחה שמסנן דיכוי התמונה אידיאלי, כלומר, אובדן ההכנסה הוא 0dB ודיכוי מחוץ לפס הוא אינסופי, ניתן לדכא לחלוטין את רעש התמונה. נניח שטמפרטורת החדר היא T0=290K, קישור קליטה מסתיים בעומס של 50 אוהם, GAו- FAהם גורם ההגבר והרעש של ה-LNA בהתאמה, GMו- FMהם גורם ההגבר וגורם הרעש של המיקסר בהתאמה.

איור 1. חזית קליטת RF פשוטה: עם מסנן דחיית תמונה

עוצמת רעש הקלט של הקצה הקדמי המקבל היא Nin=kBT0, הספק רעש המוצא הכולל הוא

 (נוסחה 1)

 (נוסחה 2)

מנקודת מבט של מערכת מדורגת, גורם הרעש וההגבר הכולל של כל קישור הקבלה הם בהתאמה

(נוסחה 3)

מכיוון שטמפרטורת החדר הנוכחית היא 290K, עוצמת רעש הפלט הכוללת בשלב זה היא

 (式4)

משוואות 2 ו-4 עקביות. זהו תהליך החישוב של רצפת הרעש של כל קישור הקבלה כאשר יש מסנן דיכוי תמונה.

2. אין מסנן דיכוי תמונה

איור 2 מציג חזית קליטה פשוטה של ​​RF ללא מסנן דיכוי תמונה. עקב מאפייני הפעולה של המיקסר, כאשר קישור הקליטה פועל בזמן זה, לא רק הרעש בפס התדרים הצפוי יומר לתדר הביניים, אלא גם הרעש בפס התדרים של התמונה יומר לתדר הביניים. פעולה זו תגרום להכפלת עוצמת הרעש המופקת על ידי המערכת בהשוואה למצב בו היא מכילה מסנן דיכוי תמונה.

איור 2. חזית קליטת RF פשוטה: ללא מסנן דחיית תמונה

נניח כי אובדן המרת התדר של המיקסר בתחום תדרי התמונה הוא, גורם ההגבר וגורם הרעש של ה-LNA בתחום תדרי התמונה הם בהתאמהורק המקרה הפשוט ביותר נבחן כאן, וגזירת הנוסחה והניתוח שלה יתבססו על ההנחות הבאות:

 (式5)

עוצמת רעש המוצא הכוללת של כל שרשרת הקליטה היא

 (式6)

הכנס את משוואה 5 למשוואה שלמעלה כדי לקבל

(נוסחה 7)

ניתן להשיג פישוט נוסף של הנוסחה הנ"ל

 (式8)

מנקודת מבט של מערכת מדורגת, גורם הרעש וההגבר הכולל של כל קישור הקבלה הם בהתאמה

 (式9)

ראוי לציין כי מכיוון שאין מסנן דיכוי תמונה, עבור המיקסר, עוצמת הרעש המוזנת לתוך ה-LNA של השלב הקודם כפולה מזו שכאשר יש מסנן דיכוי תמונה, ולכן יש להתאים את המשוואה הנ"ל. היא יכולה להיות שווה ערך לתרשים הבלוקים המבני הבא עם מסנן דיכוי תמונה.

איור 3. דיאגרמת בלוקים מבנית מקבילה עם מסנן דיכוי תמונה

האיור לעיל משווה את גורם הרעש של ה-LNA ל-2FA, ההגבר נשאר ללא שינוי; ההגבר של ה-LNA יכול להיות שווה ערך גם ל-2GA, גורם הרעש נשאר ללא שינוי. לשם פשטות, עדיין מניחים שמסנן דחיית התמונה הוא אידיאלי.

בשלב זה, גורם הרעש הכולל וההגבר של כל קישור הקבלה הם בהתאמה

 (式10)

אז עוצמת רעש המוצא של כל קישור הקליטה היא

 (式11)

משוואה 11 ומשוואה 8 עקביות. אם ההגבר של ה-LNA שווה ערך ל-2GA, גורם הרעש נשאר ללא שינוי, אז גורם הרעש הכולל וההגבר של כל הקישור המקבל הם בהתאמה

 (式12)

אז עוצמת רעש המוצא של כל קישור הקליטה היא

(נוסחה 13)

משוואה 13 ומשוואה 8 עקביות. זהו תהליך החישוב של רצפת הרעש של כל שרשרת הקליטה כאשר אין מסנן דיכוי תמונה.

לסיכום:בהשוואה בין רצפת הרעש בנוכחות או בהיעדר מסנן דיכוי תמונה, ניתן לראות ממשוואות 4 ו-8 שאם ההגבר של ה-LNA גבוה מאוד, רצפת הרעש ללא מסנן דיכוי התמונה קרובה לפי שניים מרצפת הרעש בנוכחות מסנן דיכוי התמונה. בהשוואה בין משוואה 3 למשוואה 10, ניתן לראות שכאשר ההגבר של ה-LNA גבוה מאוד, גורם הרעש הכולל ללא מסנן דיכוי התמונה קרוב לפי 2 מגורם הרעש הכולל עם מסנן דיכוי התמונה.

מאמר זה משוכפל מתוך "רשת תדרי רדיו מיקרוגל", תומך בהגנה על זכויות קניין רוחני, אנא ציין את המקור המקורי ואת המחבר בעת הדפסה חוזרת. אם יש הפרה כלשהי, אנא צור איתנו קשר כדי למחוק אותה.