DEPAAMENO DE SEÑALES, SISEMAS Y ADIOCOMUNICACIONES. ELECÓNICA DE COMUNICACIONES. PLAN 1994. EXAMEN ODINAIO DE 1 FEBEO DE 7 Se quere aalzar u ema racepor (ramor y recepor) de Blueooh para comucacoe alámbrca ere ordeadore porále. El ema propueo eá baado e el crcuo erado ML75LA de OKI Semcoducor, y u equema de bloque e el uee: ML75LA DEMOD BB (X) PLL Modulador FSK BB (X) El ucoameo del dpovo e el uee: el ema ee ua úca aea y u úco lro que ucoa ao e ramó como e recepcó. El comuador de alda del crcuo ML75LA eleccoa la rama de ramó o la de recepcó. El recepor e uperheerodo edo el prmer elemeo u amplcador de bajo vel de rudo (LNA), al que le ue u mezclador co rechazo de bada mae (IM). A couacó eá el lro de recueca ermeda y el amplcador de aaca varable. La eñal de oclador local de erada al mezclador IM la eera el propo PLL de la rama de ramó, acvado el comuador de la rama de ramó. El ramor e homodo, y coa de u modulador FSK baado e u VCO eablzado co u PLL ezador de recueca, u amplcador de baja eñal y u amplcador de poeca. Lo dao eerale del ema o: Bada de pao del lro de erada:.4 a.5 GHz Frecueca poradora: 4 a 48 MHz co alo de 1 MHz. Nóee que e ramó y e recepcó e ulza la mma bada de recueca. Frecueca ermeda: MHz El ema de epecro eachado ucoa e modo alo de recueca co ua velocdad de alo de 1 alo/ SOLUCIÓN EJECICIO : ANÁLISIS DEL ECEPO La caraceríca de lo compoee del recepor o la uee: emperaura de aea : 9 K Pérdda del lro de : 3 db Comuador pérdda Amplcador LNA: G db. F db. PI 3 8 dbm. Mezclador IM: L 8 db, F 8 db y rechazo de bada mae de 3 db Flro pérdda co ua bada de pao de 1 MHz. Amplcador de de aaca varable: G max db. F 8 db. Demodulador FSK: S/N m 5 db. P m - dbm. P max dbm 1. De acuerdo co lo crero de deño expueo e la aaura, explque la recueca ermeda ecoda e acerada, y da por qué e ulza e ee deño. Calcule el acor de peeracó del recepor a la recueca mae para ua recueca de recepcó e el cero de la bada. (3p).
a)la recueca ermeda debe er meor que la míma de.f < (mímo) < 4 MHz b) La recueca ermeda o debe cocdr co el oclador local, mímo Como o < < < 11 MHz c) La relacó ere el valor de la recueca ermeda y el acho de bada de la eñal o debe er muy rade. Como B 1MHz: < < MHz < < MHz B d) Poblar el rechazo de la recueca ereree. Dado que e u recepor de oía coua: 48 < 5 > 49. 5 5 e) Cocdr co alú valor ormalzado La recueca ermeda que emplea el crcuo erado ML75LA, MHz, cumple e el líme la codcó c), y o cumple la codcoe d) y e), por lo que el recepor o lrará la bada mae. El problema de o uar ua ormalzada o aeca, ya que e rabaja co u erado, o co ubema alado. El problema del lrado mae e obva porque el erado cluye u mezclador co rechazo de mae. Se emplea ea a baja porque aí, co u úco PLL e eera la recueca de X y la de OL de X, ecedad de r a valore dpare de lo acore de dvó del ezador. E cuao al acor de peeracó a la recueca mae, el úco ubema que aeca de maera deree a eñal e mae, cuado e recbe ua eñal e el cero de la bada, e el mezclador, que rechaza la bada mae 3 db repeco a la eñal. Lueo el acor de peeracó e 3 db.. Calcule la ebldad del recepor, dcado lma la aaca o el rudo ( o 9K y k1.38-3 W/Hz/K) (3p) Sebldad lmada por Gaaca: G máx 3 8 59 db S 59 S dbm S X, aaca Gmáx PDe, mí X, aaca X, aaca 79 La ebldad lmada por rudo e dee como la poeca míma, medda a la erada del X, que perme lorar a la erada del deecor ua relacó S/N uperor, e ee cao, a 5dB. Aí: De, rudo De oal X, rudo erada del * X máx * máx oal X, rudo erada del > X 5/ S X, rudo > 5 N oal erada del X Para calcular el rudo oal meddo a la erada del X, aplcamo la órmula de Fr, porque el mezclador rechaza 3 db la bada mae, por lo que u corbucó al rudo oal e deprecable. K B K B 1.38 (9 879.7 ) * 1 oal erada del X oal e la erada e del X ( ) a 4.37 11 ema mw N oal e la erada del X 3.59 dbm cadea 88.3 338.5 37.34 1945.19 879.7K íca ( l 9( * 3 88.3K * * 3 *.51 * *
( ( íca ( 9( ( l 9( 8 9( 9( 1539.78K 8 19.K K 1539.78K 8.158 1 Por lo ao, la ebldad lmada por rudo erá: SX, rudo( > 5 ( 3.59) 78. 59 dbm La ebldad del recepor e el mayor valor, por lo que: SX SX, rudo( 78. 59 dbm 3. Calcule la poeca máxma por caal a la erada del ema upoedo que el PC rabaja e u eoro de haa ordeadore y la C/I míma e de 15 db. (Codere que la recueca o adyacee para hacer lo cálculo de ermodulacó) (p) C I N ( N ( N ) p3( mw ) N ( ) po mw N 15/ p3( mw ) p o 15/ **( *( ).89 Aí: PI 3.37dB Po PI 3(.37dB 8.37. 37dBm Po Ee valor e a la alda del amplcador de y para caale. A la erada del ema (ae del lro de ) y para u caal edremo: P X,máx ( -.37-*lo-3-19.37 dbm. 4. Calcule el mare del CAG del amplcador para que o e aure el demodulador, e upere el mare de C/I aeror. (p) MD X (db)p X,máx (-P X,mí (-19.37-(-78.59)59. db MD De (db) P De,máx (-P De,mí (-(-(-78.5979))9.59 db CAG (db) MD X (db)- MD De (db) 59.-9.599.3 db E mporae eer e cuea que lma el rudo, por lo que el mare dámco del Deecor e meor que el que mpoe la dereca ere poeca máxma y míma e u erada. ambé e puede calcular como: CAG (db) G máx,x (db)- G mí,x (db) 59-9.379.3 db G mí,x (db)p De,máx (- P X,máx (-(-19.37)9.37 db
SOLUCIÓN EJECICIO 3: DISEÑO DEL PLL El ezador debe eerar la recueca para ramó y recepcó. E ramó eera la eñale poradora, que lueo o modulada e recueca a ravé del VCO, mera que e recepcó eera la eñale de oclador local de erada al mezclador (oclador local eror) 1. S e dpoe de u oclador a cral de 1 MHz, dbuje u equema del PLL ezador, baado e u dvor de doble módulo co P3, u lro lead la acvo y u deecor de ae recueca, y da qué recueca debe ezar ao para ramó como para recepcó. (p) r N x r D.F. v d F() K v vc 1 MHz V.C.O. ESE N p (N p PA) r El ema e baa e u dvor de doble módulo, ormado por el dvor y lo dvore varable Np y A. A parr del cral de 1 MHz e obee la recueca de reereca medae u dvor jo Nx. Ee crcuo, modcado para acuar como modulador de recueca, e la que e úa e el módulo PLL-Modulador PSK. A La recueca que debe eerar o la uee: - El ramor e homodo, por lo que ee que eerar drecamee la recueca de ramó: 4 a 48 MHz co alo de 1 MHz. - El recepor e uperheerodo co recueca ermeda de MHz y oclador local eror. Por lo ao la recueca a ezar para rabajar como oclador local o la de alda meo MHz, e decr: 4 a 478 MHz. Calcule la recueca de reereca y lo valore de lo do dvore jo y proramable del equema. (p) Frecueca de reereca: como el alo e de 1 MHz, y e puede coeur u dvor que obea 1 MHz a parr del oclador local, la recueca de reereca e de 1 MHz. El dvor jo Nx valdrá 1. El valor de dvó oal del dvor de doble módulo compleo edrá que er de 4 para la recueca de alda míma (4 MHz) y de 48 para la recueca de alda má ala (48 MHz). El valor de P e 3 eú dce el eucado, co lo que A varará de 1 a 3. Co eo valore Np varará de 74 a 77, cumplédoe que Np > A e cualquer cao. 3. Sabedo que el alo e ha producdo cuado el error de recueca e meor de ±75 khz, calcule el valor de ω para ξ.7 para que u alo ere do recueca coecuva e produzca e u empo de 15 µ. (p) Ere do recueca coecuva hay u alo de 1 MHz. El valor de ordeada e la ráca e: r 1± 75kHz khz.95 1.75 E abca de la ráca de error de recueca para u alo de recueca, eemo u valor de ξω 3, que para u empo de comuacó 15µ, y u valor de coecee de amoruameo ξ.7, da u valor mímo de la pulacó propa de: ω 8. krad/. E lo que ue, omamo u valor de 3 krad/. 1.5.o () r 1.5 1.75.5.5 ξ. 77 1 3 4 5 ξ ω Error de recueca para u alo de recueca
4. Modque el equema del ezador de recueca para que ucoe como modulador FSK. Qué eñal moduladora hay que roducr, y e qué puo e roduce? Cuado rabaja e recepcó, qué eñal hay que roducr e la puera aeror? (1p) al como eá ee equema, la modulacó FSK e coue a ravé de u modulador FM co VCO eablzado co u PLL. Para ello, cuado ucoa e ramó, e roduce por la puera adecuada del VCO ua eñal co lo do vele, alo o bajo. Cuado ucoa e recepcó, hay que eerar drecamee la poradora, por lo que dcha puera e coeca a maa. 1 MHz r r N x D.F. F() v d N p x: x: BB BB x: x: GND GND vc V.C.O. (N p PA) r ESE A 5. S la eñal moduladora ocupa ua bada de 5 khz a 7 khz, evalúe ee crcuo ucoa de maera correca como modulador FM. S la devacó de recueca e el modulador e de ±75 khz, calcule el error de ae máxmo que e produce cuado el modulador paa de ramr u a ramr u 1 y valore el modulador ucoa correcamee. (3p) Para el correco ucoameo como modulador de FM e debe dar la uee codcoe: 1. ω << πm m. E ee cao 3krad/, ree a 314krad/ max 75kHz. N. 4 φ π 5kHz e m,m Auque, de hecho, e ea cao, ería má exaco calcular el error que e produce co u alo de recueca de 15 khz (x 75 khz). A parr de la ráca adjua:.33 φo () π 15kHz 1.7rad.7 3krad / φ o () ω ξω.4 ξ.77.3..1.1 1 3 4 5 ξω Error de ae para u alo de recueca raladado al deecor de ae, e el cao peor, co N4, eemo 1.7/4.8-3 rad < π, co lo que el crcuo ucoa perecamee.