Bộ điều chỉnh là một thiết bị điện tử có chức năng lõi là nhận có chọn lọc tín hiệu có tần số cụ thể từ tín hiệu RF phức tạp và chuyển đổi nó thành tần số trung gian (IF) hoặc tín hiệu kỹ thuật số có thể được xử lý bằng các mạch tiếp theo. Bản chất của nó là thành phần chính để lựa chọn tần số và tiền xử lý tín hiệu.
Chức năng:
1. Lựa chọn tần số:
Tần số mục tiêu được khóa với các bộ lọc có thể điều chỉnh hoặc các vòng khóa pha (PLL), chẳng hạn như bộ điều chỉnh TV bao gồm toàn bộ băng tần 54-860 MHz đầy đủ.
Hỗ trợ chuyển đổi nhiều băng tần, chẳng hạn như xử lý bộ điều chỉnh xe hơi AM/FM/DAB cùng một lúc.
2. tiền xử lý:
Khuếch đại nhiễu thấp (LNA): khuếch đại tín hiệu RF yếu (ví dụ: dưới -90dBm) với hình nhiễu dưới 2dB.
Trộn và xuống điểm: Chuyển đổi tín hiệu tần số cao (ví dụ: tín hiệu vệ tinh 10GHz) thành tần số trung gian (ví dụ, 950-2150 MHz) để xử lý dễ dàng sau đó.
Điều khiển khuếch đại tự động (AGC): Động điều chỉnh linh hoạt để đảm bảo tín hiệu đầu ra ổn định và thiết kế AGC vòng lặp kép cải thiện khả năng chống can thiệp tín hiệu mạnh.
3.Therference và lọc:
Các bộ lọc băng thông tích hợp triệt tiêu nhiễu liền kề, chẳng hạn như từ chối 60dBC cho bộ điều chỉnh trạm gốc 5G.
Bộ điều chỉnh kỹ thuật số cho phép định hình quang phổ chính xác với các bộ lọc FIR/IIR.
Các yếu tố cấu thành
1.Input Mạch: Chịu trách nhiệm nhận tín hiệu RF từ ăng -ten hoặc các nguồn khác và truyền chúng đến mạch xử lý tiếp theo của bộ điều chỉnh. Mạch đầu vào thường bao gồm một mạng khớp trở kháng để đảm bảo khớp trở kháng giữa nguồn tín hiệu và bộ điều chỉnh để giảm phản xạ tín hiệu và mất điện.
2. Bộ lọc có thể sử dụng được: là một trong những thành phần cốt lõi của bộ chỉnh, chọn tín hiệu tần số cụ thể từ tín hiệu RF đầu vào. Các bộ lọc có thể điều chỉnh có thể được sử dụng để chọn tín hiệu ở các tần số khác nhau bằng cách thay đổi các tham số của riêng chúng (như điện dung, độ tự cảm, v.v.) và các bộ lọc có thể điều chỉnh phổ biến bao gồm các bộ lọc LC, bộ lọc gốm, bộ lọc sóng bề mặt âm thanh (SAW) và bộ lọc sóng âm (BAW).
3. Bộ tạo dao động (dao động cục bộ): tạo ra tín hiệu cục bộ ổn định tần số trộn với tín hiệu RF đầu vào, chuyển đổi tín hiệu RF thành tín hiệu IF. Bộ tạo dao động này thường bao gồm các bộ dao động tinh thể, mạch vòng khóa pha (PLL), v.v., để đảm bảo độ ổn định và độ chính xác cao của tần số được tạo.
4.Mixer: Trộn tín hiệu RF đầu vào với tín hiệu cục bộ được tạo bởi bộ dao động cục bộ và tạo ra tín hiệu tần số trung gian theo nguyên tắc tổng hợp tần số. Máy trộn thường bao gồm các thành phần phi tuyến như điốt và bóng bán dẫn, và hiệu suất của chúng có tác động quan trọng đến hiệu suất tổng thể của bộ điều chỉnh.
5. Nếu khuếch đại: khuếch đại đầu ra tín hiệu IF của máy trộn để tăng biên độ của tín hiệu và tạo điều kiện xử lý tín hiệu tiếp theo. Nếu các bộ khuếch đại thường có mức tăng cao hơn và hiệu suất nhiễu tốt hơn để đảm bảo rằng các tín hiệu yếu có thể được khuếch đại thành biên độ đủ.
Mạch điều khiển khuếch đại tự động (AGC): Tự động điều chỉnh mức tăng của bộ điều chỉnh dựa trên cường độ của tín hiệu đầu vào, giữ biên độ của tín hiệu đầu ra trong phạm vi tương đối ổn định. Mạch AGC ngăn chặn quá tải tín hiệu mạnh trong khi đảm bảo đủ khuếch đại tín hiệu yếu.
6. Mạch mở rộng: Đầu ra Tín hiệu tần số trung gian được xử lý hoặc tín hiệu kỹ thuật số vào mạch xử lý tín hiệu tiếp theo, chẳng hạn như bộ giải mã, bộ xử lý tín hiệu số, v.v ... Mạch đầu ra thường bao gồm bộ khuếch đại bộ đệm, mạng khớp trở kháng, v.v., để đảm bảo chất lượng và độ ổn định của tín hiệu đầu ra.
Tham số chung
1. Phạm vi tần số: đề cập đến phạm vi tần số của tín hiệu mà bộ điều chỉnh có thể nhận và xử lý, ví dụ, bộ điều chỉnh TV có thể bao gồm dải tần số 54-860 MHz, trong khi bộ điều chỉnh vệ tinh có thể hoạt động ở các dải tần số cao hơn, chẳng hạn như dải KU (10,7-12.75 GHz), v.v.
2. Độ nhạy: Cho biết cường độ tín hiệu tối thiểu mà bộ điều chỉnh có thể phát hiện, thường được đo bằng Decibel Milliwatts (DBM). Độ nhạy càng cao, bộ điều chỉnh càng yếu có thể nhận được tín hiệu yếu hơn, ví dụ như một số bộ điều chỉnh radio chất lượng cao có độ nhạy lên tới 100dbm trở xuống.
3. Không có hình: Đây là thước đo mức độ nhiễu bên trong bộ điều chỉnh, biểu thị tỷ lệ của tỷ lệ nhiễu tín hiệu của tín hiệu đầu vào với tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm của tín hiệu đầu ra, thường được biểu thị bằng decibel (dB). Hình nhiễu càng thấp, độ nhiễu của bộ chỉnh càng thêm vào tín hiệu, hiệu suất càng tốt và con số nhiễu của bộ chỉnh tốt thường có thể nhỏ hơn 2dB.
4.Gain: đề cập đến độ phóng đại của tín hiệu đầu vào của bộ chỉnh, thường cũng trong decibel (dB). Độ lớn của mức tăng xác định mức độ bộ chỉnh có thể khuếch đại tín hiệu yếu, ví dụ, bộ điều chỉnh có mức tăng 30dB có thể khuếch đại công suất của tín hiệu đầu vào theo hệ số 1000.
5. Telectivity: Đo lường khả năng của bộ điều chỉnh để chọn tín hiệu tần số đích từ một loạt các tín hiệu tần số, thường được biểu thị bằng decibel (dB). Tính chọn lọc càng tốt, khả năng của bộ điều chỉnh càng mạnh để triệt tiêu các tín hiệu tần số liền kề, cho phép nó nhận được tín hiệu đích chính xác hơn và giảm nhiễu.
6. Độ ổn định tần số dao động của bộ tạo dao động cục bộ là một phần của bộ điều chỉnh tạo tín hiệu tần số cố định và độ ổn định của tần số dao động cục bộ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của bộ chỉnh. Bộ dao động cục bộ ổn định cao đảm bảo rằng bộ điều chỉnh có thể chuyển đổi chính xác tín hiệu đầu vào thành IF trong các điều kiện môi trường khác nhau.
Cách nó hoạt động:
1. Cơ chế cốt lõi của bộ điều chỉnh tương tự
Mạch cộng hưởng LC: Thay đổi tần số cộng hưởng thông qua điện dung thay đổi hoặc độ tự cảm, chẳng hạn như chuyển đổi băng tần VHF/UHF cho bộ điều chỉnh TV.
Trộn và dao động cục bộ:
Bộ dao động cục bộ (LO) tạo ra tín hiệu tần số cố định (ví dụ: 38 MHz) và trộn với tín hiệu RF đầu vào để tạo ra tần số trung gian.
Varactor điều chỉnh điện dung giao nhau thông qua điện áp để đạt được điều chỉnh tần số liên tục.
2. Con đường kỹ thuật của bộ chỉnh kỹ thuật số
Chuyển đổi tương tự sang số (ADC):
Tốc độ lấy mẫu được yêu cầu để đáp ứng Định lý Nyquist (gấp 2 lần tần số tối đa lớn hơn hoặc bằng tín hiệu) và độ phân giải 12 bit cho phép điện áp độ phân giải tối thiểu là 0,8mV.
Ví dụ: Bộ điều chỉnh trạm gốc 5G sử dụng ADC 14 bit để xử lý các tín hiệu MMWave 28GHz.
Xử lý tín hiệu số (DSP):
Các thuật toán FFT cho phép phân tích phổ và lọc thích ứng tối ưu hóa chất lượng tín hiệu.
Các công nghệ phát thanh được xác định bằng phần mềm (SDR) cho phép cấu hình lại động, chẳng hạn như bộ điều chỉnh SI479X7 của Silicon Labs, hỗ trợ các tiêu chuẩn phát sóng mới với nâng cấp phần sụn.
3. Quá trình xử lý điển hình
Đầu vào RF → Bộ lọc băng thông → khuếch đại LNA → Trộn thành IF → nếu lọc → Lấy mẫu ADC → Giải điều chế DSP → Đầu ra kỹ thuật số.
