👈 فروشگاه فایل 👉

پروژه بررسی طراحی میكسرها و كاربردهای آنها

ارتباط با ما

... دانلود ...

پروژه بررسی طراحی میكسرها و كاربردهای آنها

پروژه بررسی طراحی میكسرها و كاربردهای آنها در 42 صفحه ورد قابل ویرایش

پروژه بررسی طراحی میكسرها و كاربردهای آنها در 42 صفحه ورد قابل ویرایش

فهرست

عنوان                                                                                                              صفحه

مقدمه..................................................................................................................... 1

ویژگی اساسی میكسرها........................................................................................ 3

الماسهای اساسی................................................................................................... 5

تكنیك های میكسر كردن....................................................................................... 8

طراحی میكسر single- ended................................................................................ 13

میكسرهای Double- balanced............................................................................... 25

ترانس كنداكتانس در میكسرهای FET.................................................................. 25

میكسرهای ترانزیستور دو قطبی........................................................................... 28

حالت كلی میكسرها................................................................................................ 30

مدارهای مخلوط كننده عملی................................................................................. 31

مدارهای مبدل نیمه هادی...................................................................................... 37

نتیجه گیری............................................................................................................ 39

 

 

 

 مقدمه:

در طراحی گیرنده معمولاً از مدار آشكارساز استفاده می كنیم. بیشتر مدارهای آشكارساز در حضور نویز یا سیگنالهای تداخلی به خوبی عمل نمی كنند و بسیاری از آنها در صورت كمتر بودن دامنة سیگنال ورودی از چند ولت اصلا كار نمی كنند در صورتی كه سیگنال مطلوب در ورودی گیرنده ممكن است شدت میدانی در حدود میكرولت/متر داشته باشد. در صورتیكه rms نویز و شدت سیگنال تداخلی آنتن در حد ولت/متر است. واضح است كه هم بهره و هم قدرت انتخاب در جلوی آشكارساز موردنیاز است.

در قسمت گیرنده چون خیلی ضعیف است و دارای نویز نیز می‎باشد و مدوله شده هم است. بنابراین یك تقویت كننده قرار می‎دهیم كه هم سیگنال دریافتی را تقویت كند و هم نویز را از بین ببرد. چون دامنه سیگنال ورودی در حدود میكروولت است و ما دامنه ای در حدود ولت داریم بنابراین بهرة تقویت كننده باید حدود 106 باشد. بعد از تقویت كننده باید یك فیلتر قرار دهیم تا سیگنال نامطلوب را از بین ببریم.

ساختن مداری به این صورت دو مشكل دارد:

1- ساختن فیلتری كه بر روی فركانسهای  و … باشد و دارای گین موردنظر باشد مشكل است. یعنی این فیلتر نمی تواند روی باندی وسیع از فركانسها قرار بگیرد.

2-   اگر مدار گین بالا داشته باشد و دارای باند باریك نیز باشد به صورت زیر

 

 

 

 

 

اگر  ترانزیستور بتواند با  یك حلقه درست كند این مدار شروع به نوسان می‌كند و در ورودی و قبل از تقویت كننده یك موج سینوسی مستقل از فركانس داریم كه اصلا فركانس در آن دخالت ندارد.

فرض كنید آشكارساز یك مدار RC باشد.

 

 

 

 

 

شكل (1)

یك رابطه باید بین RC و فركانسها برقرار باشد تا این مدار آشكارساز پوش باشد. یعنی آشكارسازی این مدار بر فركانس vI و فركانس carrier بستگی دارد. طراحی آشكارساز بستگی به فركانس carrier دارد و طراحی آن بر روی باند وسیعی از فركانس محال است.

ایده: خواسته شد كه فیلتر و تقویت كننده بر روی یك فركانس یكسان ساخته شوند.

بنابراین متوجه می شویم كه مشكلات مهمی كه در تقویت كننده فركانس حامل یا RF برگیرنده فركانس ثابت وجود دارند عبارتند از:

1-   كنترل نویز خروجی چنانچه به حد كافی از سطح سیگنال ورودی كمتر باشد.

2-   كنترل غیرخطی عنصر فعال برای جلوگیری از اعوجاج سیگنال و برهم كنش با سیگنال ناخواسته.

3-   برای جلوگیری از نوسان تقویت كننده باند باریك بهره- بالای طبقه آخر.

علاوه بر مشكلات فوق باید بتوانیم روی باند وسیعی از فركانس طراحی كنیم.

در ابتدا تصمیم گرفته شد كه آشكارساز و كل بهره و قابلیت انتخاب همگی براساس فركانس- ثابت باشند و همه سیگنالهای مدوله شده ورودی را به یك فركانس میانی یا IF كه ثابت است انتقال دهیم كه برای این كار یك گیرنده سوپرهترودین پیشنهاد شد. این گیرنده شامل Mixer است.

ویژگیهای اساسی میكسرها:

میكسرها عموماً برای مالتی پلكس كردن سیگنالهایی با فركانسهای مختلف در انتقال فركانسی به كار می رود.

با توجه به اینكه سیگنالهای RF ورودی در فاصلة بسیار نزدیك و متراكم قرار دارند برای فیلتر كردن سیگنال مطلوب به یك فیلتر با Q بسیار بالا نیاز داریم. اما اگر فركانس سیگنال RF بتواند كاهش یابد یا در میان سیستمهای مخابراتی down convert شده خیلی بیشتر قابل كنترل خواهد بود.

یكی از بهترین سیستمهای شناخته شده down convert گیرندة سوپر هیترودین است كه در شكل (2) نمای كلی آن آمده است.

 

 

 

 

شكل (2) گیرندة سوپرهیترودین شامل میكسر

بعد از دریافت سیگنال RF به وسیله آنتن و تقویت در تقویت كننده (LNA) low- noise یك میكسر كه وظیفه آن ضرب سیگنال ورودی كه بر روی فركانس fRF متمركز شده با یك سیگنال از اسیلاتور محلی با فركانس مركزی fLO می‎باشد. سیگنالی كه بعد از میكسر حاصل می‎شود شامل فركانسهای  می‎باشد. و بعد از عبور از یك فیلتر پائین گذر سیگنالی با فركانس پائین تر یعنی  به دست می‎آید كه این سیگنال را با عنوان فركانس میانی (IF) نشان می دهند. كه این سیگنال برای پروسه های دیگری مورد استفاده قرار می‎گیرد.

دو عضو اساسی در میكسرها عبارتند از تركیب كننده و آشكارساز. تركیب كننده می‎تواند از یك تزویجگر جهت دار (directional coupler) با زاویه 90 درجه (یا 180 درجه) استفاده كند.

آشكارسازهای قدیمی یك دیود تنها را به عنوان عنصر غیرخطی به كار می بردند. اما دیودهای دوبل غیرموازی و تركیبات دیودی تعادلی دوبل بیشتر استفاده می‎شود.

علاوه بر دیودها، میكسرهای MOSFET , BJT با عدد نویز پائین و گین تبدیل بالا در باند X طراحی شده اند.

اما مشكلاتی كه گیرندة سوپر هیترودین اضافه می‌كند عبارتند از:

-    میكسر و نوسان كننده محلی را باید طراحی نمود و نوسان كننده محلی باید مدارهای غیرخطی جلوی میكسر را تعقیب كند.

-    چون غالباً میكسرها نویز بیشتری نسبت به تقویت كننده ها تولید می‌كنند و چون با توجه به طبیعتشان دارای خواص غیرخطی هستند حتما نیاز به تقویت كننده RF در جلوی میكسر داریم.

المانهای اساسی

قبل از وارد شدن به طراحی مدار میكسر، قابلیت یك میكسر را با در نظر گرفتن اینكه میكسر دو فركانس در ورودی را گرفته و یك فركانس كه از حاصل ضرب دو سیگنال ورودی به وجود می‎آید مختصراً مرور كنیم.

به روشنی مشخص است كه یك سیستم خطی نمی تواند تمام وظایف را برآورده كند و ما نیاز به انتخاب یك وسیله غیرخطی مثل دیود، FET یا BJT داریم كه بتوانند حاصل ضرب هارمونیكها را تولید كند.

شكل (3) ترتیب قرار گرفتن سیستم یك میكسر متصل به سیگنال RF را شرح می‎دهد. VRF(t) و سیگنال اسیلاتور محلی VLO(t) كه به عنوان سیگنال PWMP شناخته می‎شود نشان داده شده است.

 

مدارهای مخلوط كننده عملی

قبل از بررسی مدارهای خاص بهتر است مشكلات احتمالی را بررسی كنیم تا بتوانیم با آنها مقابله كنیم.

مشكلات مخلوط كننده

1-   سیگنال های خروجی در فركانس IF كه منشا آنها غیر از سیگنال ورودی مطلوب است.

2-   اعوجاج و مدولاسیون سیگنال ورودی مطلوب

3- انتقال فركانس نوسان ساز محلی بر ورودی مدار (اگر سیگنال نوسان ساز محلی به آنتن برسد ممكن است پخش شود و درگیرنده های دیگر مثل سیگنال تداخلی عمل كند)

4-   نوینر تولید شده در طبقه مخلوط كننده

5-   بهره ناكافی در طبقه مخلوط كننده

شكل (20) نشانگر طیف فركانسی و تعدادی از سیگنالهای ممكنی است كه می توانند سبب مولفه های ناخواسته در فركانس IF شوند.

 

 

 

شكل (20)

الف: اگر سیگنالی W=W0+WIF به میكسر برسد تفاضل فركانسی WIF خواهد بود. علاج كار یك فیلتر در جلوی میكسر است. در یك سیستم جدید حداكثر شدن فركانس IF مشكل حذف تصویر را آسان می كند.

ب: اگر طبقه RF دارای اعوجاج كافی برای تولید هارمونیك مرتبه دوم باشد یا اگر مخلوط كننده فركانس نوسانی بین W0 و هارمونیك دوم سیگنال ورودی داشته باشد آنگاه سیگنال  ممكن است تولید مشكل كند برای حذف مجلات نیم- فركانسی بعد از تقویت كننده های FET باید فیلتر كافی صورت گیرد. این فیلتر باید در RF باشد چون در صورت نبودن فیلتر، عناصر فركانسی را دو برابر می كند و هیچ طبقه ای بعد از اینها سبب حذف آن نخواهد شد. در تقویت كننده های RF خطی فیلتر پیش از میكسر در كاهش جملات زیر هارمونیكی موثر است.

ج: سیگنال Wx در W0 + WS است. در هر سیستمی كه فركانس نوسان 2W0 موجود باشد باعث دردسر خواهد شد. این فركانس در میكسرهای ترانزیستور سبب مشكل می شود ولی در مدارهای FET واقعا توان دومی یا در زوج تفاضلی كه ولتاژ محرك نوسان ساز خاصی از هارمونیك دوم است مشكلی تولید نمی كند.

د : سیگنال Wy در تصویر W/2 قرار دارد لذا تقویت كننده های RF به صورت FET سبب تغییر تصویر W می گردد و جز در حالتی كه فیلتر بین این تقویت كننده RF و مخلوط كننده این اعوجاج را حذف كند در خروجی نوسان نامطلوب داریم. میكسر ترانزیستور دو قطبی تك سرخروجی نظیر WS/2 را تولید می كند.

از دید سیگنالهای نامطلوب مخلوط كننده FET یا زوج تفاضلی بر مخلوط كنندة دو قطبی برتری دارد. بعد از میكسر حداقل دو طبقه فیلتر موردنیاز است. بعد از میكسر یك تقویت كننده خطی RF با بهره كنترل شده اتوماتیك قرار می گیرد. بهره، نویز مخلوط كننده را كاهش می دهد. و كنترل بهره از رسیدن سیگنالهای اضافی به مخلوط كننده جلوگیری می كند. سیگنالهای اضافی سبب افزایش اعوجاج خواهند شد.

چنانچه ذكر شد مطلوب است كه از رسیدن هرگونه سیگنال بزرگی و جدا از نوسان كننده محلی بر میكسر جلوگیری شود. بنابراین كنترل بهره میكسرها یا ترانس كنداكتانس تبدیل مثلاً با كنترل IEQ كافی نیست. لذا در این مدار از یك تضعیف كننده نیز استفاده می شود به شكل زیر دقت كنید.

 

👇محصولات تصادفی👇

پاورپوینت بیمه های خصوصی در ایران دانلود پاورپوینت روش های استدلال در حسابداری دانلود پروژه حسابرسی انبار شركت آب و فاضلاب نمایشنامه رویا بازی پروژه کارآفرینی طرح کسب و کار تولید گوشت شتر مرغ