Effect van een beeldonderdrukkingsfilter op de ruis in de uitgang van de RF-ontvangstfront-end.

De RF-ontvangstfront-end omvat een LNA, filter, mixer en andere componenten. Vanuit het oogpunt van ruisfactorcascadering is het wenselijk dat de eerste trap van de ontvangstverbinding een versterker met hoge versterking en lage ruisfactor is, om zo een lagere systeemruisfactor te verkrijgen en de ontvangstgevoeligheid te verbeteren.Naast de LNA bevat de ontvangende verbinding ook een belangrijk onderdeel: het beeldonderdrukkingsfilter. Dit filter bevindt zich vóór de mixer en wordt gebruikt om beeldruis en beeldsignalen te filteren, waardoor de signaal-ruisverhouding (SNR) en de weerstand tegen beeldinterferentie van de gehele ontvangende verbinding worden verbeterd.

Hieronder wordt de impact van het introduceren van een beeldonderdrukkingsfilter op de ruisvloer van het systeem gedetailleerd beschreven aan de hand van formule-afleidingen.

1. Er is een beeldonderdrukkingsfilter.

Figuur 1 toont een vereenvoudigde RF-front-end ontvangstketen, inclusief LNA, filter en mixer. Ervan uitgaande dat het beeldruisfilter ideaal is, dat wil zeggen dat het invoegverlies 0 dB is en de onderdrukking buiten de band oneindig is, kan de beeldruis volledig worden onderdrukt. Neem aan dat de kamertemperatuur T is.0=290K, ontvangende verbinding afgesloten met een belasting van 50 Ohm, GAen FAwaarbij G de versterking en ruisfactor van de LNA zijn.Men FMen zijn respectievelijk de versterking en de ruisfactor van de mixer.

Figuur 1. Vereenvoudigde RF-ontvangstfront-end: met beeldonderdrukkingsfilter.

Het ingangsruisvermogen van de ontvangende front-end is N.in=kBT0, het totale uitgangsgeluidsvermogen is

 (Formule 1)

 (Formule 2)

Vanuit het perspectief van systeemcascadering zijn de ruisfactor en de totale versterking van de gehele ontvangstverbinding respectievelijk

(Formule 3)

Omdat de huidige kamertemperatuur 290K is, bedraagt ​​het totale uitgangsruisvermogen op dit moment

 (deel 4)

Vergelijkingen 2 en 4 zijn consistent. Dit is het berekeningsproces van de ruisvloer van de gehele ontvangende verbinding wanneer er een beeldonderdrukkingsfilter aanwezig is.

2. Geen beeldonderdrukkingsfilter

Figuur 2 toont een vereenvoudigde RF-ontvangstfront-end zonder spiegelbeeldfilter. Door de werkingseigenschappen van de mixer wordt, wanneer de ontvangstverbinding in werking is, niet alleen de ruis in de verwachte werkfrequentieband omgezet naar de tussenfrequentie, maar ook de ruis in de spiegelbeeldfrequentieband. Hierdoor verdubbelt het ruisvermogen van het systeem in vergelijking met de situatie waarin een spiegelbeeldfilter is opgenomen.

Figuur 2. Vereenvoudigde RF-ontvangstfront-end: geen beeldonderdrukkingsfilter

Neem aan dat het frequentieomzettingsverlies van de mixer in de beeldfrequentieband gelijk is aanDe versterking en ruisfactor van de LNA in de beeldfrequentieband zijn respectievelijkenHier wordt alleen het eenvoudigste geval beschouwd, en de daaropvolgende formule-afleiding en analyse zullen gebaseerd zijn op de volgende aannames:

 (deel 5)

Het totale uitgangsruisvermogen van de gehele ontvangstketen is

 (deel 6)

Vul vergelijking 5 in de bovenstaande vergelijking in om te krijgen

(Formule 7)

Verdere vereenvoudiging van de bovenstaande formule kan worden verkregen

 (deel 8)

Vanuit het perspectief van systeemcascadering zijn de ruisfactor en de totale versterking van de gehele ontvangstverbinding respectievelijk

 (deel 9)

Het is belangrijk te vermelden dat, omdat er geen beeldonderdrukkingsfilter aanwezig is, het ruisvermogen dat naar de LNA in de voorgaande trap van de mixer wordt gevoerd tweemaal zo hoog is als wanneer er wél een beeldonderdrukkingsfilter aanwezig is. Daarom moet de bovenstaande vergelijking worden aangepast. Met een beeldonderdrukkingsfilter kan dit worden omgezet in het volgende blokschema.

Figuur 3. Equivalent structureel blokdiagram met beeldonderdrukkingsfilter.

De bovenstaande afbeelding stelt de ruisfactor van de LNA gelijk aan 2F.ADe versterking blijft ongewijzigd; de versterking van de LNA kan ook gelijk zijn aan 2G.ADe ruisfactor blijft ongewijzigd. Voor de eenvoud wordt er nog steeds van uitgegaan dat het beeldonderdrukkingsfilter ideaal is.

Op dit moment zijn de totale ruisfactor en de versterking van de gehele ontvangstverbinding respectievelijk

 (deel 10)

Het uitgangsruisvermogen van de gehele ontvangende verbinding is dan

 (deel 11)

Vergelijking 11 en vergelijking 8 zijn consistent. Als de versterking van de LNA gelijk is aan 2GAAls de ruisfactor ongewijzigd blijft, dan zijn de totale ruisfactor en de versterking van de gehele ontvangstverbinding respectievelijk

 (deel 12)

Het uitgangsruisvermogen van de gehele ontvangende verbinding is dan

(Formule 13)

Vergelijking 13 en vergelijking 8 zijn consistent. Dit is het berekeningsproces van de ruisvloer van de gehele ontvangstketen wanneer er geen beeldonderdrukkingsfilter is.

tot slot:Door de ruisvloer te vergelijken met en zonder het beeldonderdrukkingsfilter, blijkt uit vergelijkingen 4 en 8 dat, als de versterking van de LNA zeer hoog is, de ruisvloer zonder beeldonderdrukkingsfilter bijna tweemaal zo hoog is als de ruisvloer met beeldonderdrukkingsfilter. Vergelijking van vergelijking 3 en vergelijking 10 laat zien dat, wanneer de versterking van de LNA zeer hoog is, de totale ruisfactor zonder beeldonderdrukkingsfilter bijna tweemaal zo hoog is als de totale ruisfactor met beeldonderdrukkingsfilter.

Dit artikel is overgenomen van "Microgolf radiofrequentie netwerk"Wij ondersteunen de bescherming van intellectuele eigendomsrechten. Vermeld bij herpublicatie de oorspronkelijke bron en auteur. Neem bij inbreuk contact met ons op zodat we de betreffende inhoud kunnen verwijderen."