domingo, 14 de febrero de 2010

Nuevas arquitecturas de receptores RF


Nuevas arquitecturas de receptores RF.

Ricardo Valerio Bautista Cuéllar
A lo largo de la historia han surgido una gran variedad de receptores y transmisores empleados en comunicaciones radio, si bien, en los últimos años se están imponiendo una       serie      de          receptores         los          cuales   tienen  unas                características   que        mejoran considerablemente los sistemas empleados antiguamente.

En este artículo pretendemos mostrar cómo han evolucionado dichos sistemas hasta llegar a los receptores actuales así como las mejoras que se han ido realizando sobre los distintos modelos.

Trataremos de explicar las funcionalidades de cada una de las etapas así como las características  de las mismas,  mediante un análisis lo más intuitivo posible de las mismas.
El objetivo es acercar el conocimiento de estas nuevas realizaciones de receptores de radiofrecuencia a todo apasionado de la electrónica interesado en el tema.

Introducción
Son muchos las necesidades que tienen los fabricantes y los usuarios para el surgimiento de los nuevos modelos de  receptores/transmisores (transceivers). El coste, la disipación de potencia  así  como  las  velocidades  de  transmisión  son  algunas  de  las  características  a optimizar en este tipo de sistemas. Además, el cumplimiento de estas necesidades debe ser compatible con una portabilidad y realizabilidad razonables. Todo esto, junto con los límites existentes en el ancho de banda de  la  señal en todo tipo de comunicaciones sin hilos, ha llevado al desarrollo de las tradicionales arquitecturas hasta las actuales.
Mezclado de la señal
No está de más el recordar ciertos aspectos teóricos relacionados con el mezclado de la señal antes de abordar el estudio de los diferentes sistemas que vamos a abordar. En particular el caso del problema de la banda imagen relacionado con la translación en frecuencia que se suele realizar en los receptores de RF.
Normalmente, la translación en frecuencia se realiza (ver figura anterior) en este tipo de sistemas
mediante            una multiplicación (mezclado) de la señal            con        una sinusoide     tal
como cos(w0t).

Para el  caso  de una      señal     real
sabemos,  de  las  propiedades  de  la  transformada  de  Fourier,  que  las  componentes  del espectro positivo y negativo son complejos conjugados el uno del otro. De hecho se habla de una reflexión especular respecto al eje de ordenadas.



También sabemos que una multiplicación en el tiempo se convierte en una convolución en el dominio de la frecuencia. Por  tanto,  cuando se hace el mezclado de la señal x(t) con la sinusoide       lo            que        realmente          estamos                haciendo             en          el            dominio               de          la            frecuencia          es convolucionar la transformada de la señal (X(w)) con la transformada de la sinusoide. Como sabemos, la transformada de una sinusoide es igual a dos deltas centradas en las frecuencias
+wo y –wo multiplicadas por una constante. Al convolucionar esas dos deltas con la señal de entrada, se producirá un desplazamiento del espectro de X(w) de forma que la señal de salida del  mezclador  será  la  suma  de  X(w-wo) y  X(w+wo)  multiplicados  por  una  constante. Obviamente, tal como se observa en la figura, esto supone que se superpongan las bandas, distorsioando el espectro y haciendo inviable la recuperación de la señal. La parte de la señal que no deseamos se desplace por el efecto de las deltas es la llamada banda imagen. Para suprimir cualquier señal en la banda imagen es necesario el uso de  un  filtro previo al mezclador. Esta es la tarea del filtro de rechazo de imagen que usualmente precede al mezclador. En el caso especial de que la frecuencia wo  es igual a la frecuencia central de la señal de entrada, no podemos filtrar para eliminar la banda imagen.
Además, también debemos recordar que al realizar el mezclado, también generamos otras componentes del espectro más allá del ancho de banda natural de la señal de entrada. Esas componentes se pueden eliminar sin nigún problema empleando un filtro paso baja.

Centremonos ahora en cómo se  soluciona el problema  de la superposición. Una  forma,  la más  común, de evitar     el

problema es mediante el uso de una señal de mezclado que sea una exponencial compleja (e- jwot), la cual tiene una única componente en frecuencia (en este caso en –wo). Como sabemos su transformada es una delta centrada en esa frecuencia y la convolución sólo nos lleva una parte del espectro a frecuencias entorno a cero. El problema radica en que tendremos que usar  una señal compleja. Pero como sabemos, una señal compleja, m(t) = mr(t) + j•mi(t), consiste en una parte real y en una parte imaginaria.
De hecho,  parte  real  y  parte  imaginaria  pueden  ser  señales  reales  por  sí  mismas  con componentes de frecuencia  diferentes pero al combinarlas para originar la señal compleja pueden cancelarse ciertas componentes de frecuencia. Así, se  puede demostrar que para imlpementar la exponencial de la que hablabamos (e-jwot) basta con realizar la suma compleja siguiente que es totalmente equivalente:
e-jwot = cos(wot) – j sen(wot)
Por tanto, mezclando una señal real con esta señal compleja conseguimos una señal de salida de tipo complejo con su espectro desplazado de la forma deseada sin superposición alguna.
Obviamente, cuando trabajamos con señales reales las multiplicaciones que se realizan son reales, de ahí que lo que  realmente obtengamos sean las componentes real (en fase) e imaginaria (en cuadratura) de la señal de salida que buscamos, como se puede observar en la figura. Para el caso de una señal paso de banda que se hace pasar por un mezclador de este tipo centrado en la misma frecuencia central de esa señal de entrada, la salida del mezclador carece del problema de la banda imagen que habíamos comentado. Esto es el fundamento de los receptores homodinos que veremos proximamente.
En la actualidad, no sólo se realiza el mezclado de señales reales sino también de señales complejas. En estos casos,  si suponemos la señal de entrada x(t) compleja como xr(t) + j xi(t) y la señal del mezclador m(t) compleja, x(t)*m(t) = (xr(t) mr(t)- xi(t) mi(t))+j(xr(t) zi(t)+ xi(t) zr(t))

Este tipo de mezclado complejo es usado en mezcladores IR. Estos mezcladores se emplean en algunas arquitecturas de receptores que más adelante discutiremos.


En ciertos casos, sólo la parte real o imaginaria de la salida de un mezclador es de interés (un ejemplo típico es el sistema de modulación en amplitud en cuadratura).


Por         último, debemos            comentar            que        en          ciertas  aplicaciones       es           necesario            aislar     las componentes negativas y positivas de frecuencia de la señal recibida. Para ello se suele emplear dentro del sistema una  transformador Hilbert que desplaza la fase de la señal de entrada en –90º para frecuencias positivas y +90º para frecuencias negativas.

ARQUITECTURAS DE RECEPTORES

La mayoría de los transceivers usados hasta ahora se basan en la arquitectura del receptor heterodino.  Estos  transceivers  tienen  buen  rendimiento  pero  sufren  de  altos  costes  de producción y requiere un factor de forma relativamente elevado  debido a los filtros de radiofrecuencia y de frecuencias intermedias no intregables y caros. Ahora vamos a ver la topología  del receptor heterodino tradicional junto con otras arquitecturas de receptores desarrolladas últimamente y trataremos de ver  las ventajas y desventajas de cada modelo. Para cada arquitectura de receptor existe un transmisor correspondiente con los  mismmos bloques constitutivos, fundamentalmente, salvo por la existencia de amplificador de potencia necesario en el tranmisor.

El receptor heterodino convencional.
La mayoría de los transceivers de radiofrecuencia comerciales hoy día, utilizan  alguna variante de la arquitectura tradicional heterodina. In un receptor heterodino el filtro de RF de preselección sirve tanto para quitar la energía de la señal fuera de la banda útil como para rechazar parcialmente las señales de la banda imagen no deseadas. Tras el prefiltrado, la

señal recivida  es  amplificada  por  un  amplificador  de  bajo  ruido  (LNA).  El  filtro  de frecuencias intermedias (IR) que se encuentra a continuación del LNA atenúa las señales no deseadas en las frecuencias de la banda imagen. La señal deseada a la salida del filtro IR es entonces           trasladada          en          frecuencia          desde   la            frecuencia          portadora                a             una        frecuencia determinada mediante la multiplicación (el mezclado) de la salida de un oscilador local con la  señal  de  salida  del  filtro  IR.  Generalmente,  en  los  receptores  heterodinos  de  altas prestaciones,  los  osciladores  controlados   por   voltaje  de  bajo  ruido  empleados  como osciladores locales se realizan con componentes discretos tales como inductores  con alto factor de calidad o diodes varactores.


Receptor heterodino genérico



A la salida del mezclador un filtro a frecuencia IF, seguido normalmente por un amplificador de                             ganancia programable, selecciona                             el canal                deseado y          reduce                 la distorsión       así
como los requerimientos de rango dinámico de los bloques subsiguientes del receptor. La señal puede ser ya desplazada a la banda base y demoluda de la forma adecuada, o de forma alternativa  desplazar  a  otra  frecuencia  inferior,  y  luego  desplazar   a  banda  base  y demodularla.
Puesto que, en la frecuencia portadora, la banda deseada y la banda imagen están separadas por dos veces la frecuencia IF, es deseable elegir una frecuencia IF elevada para reducir los requisitos del filtro IR. De hecho, si la frecuencia IF es elegida lo suficientemente elevada que el filtro de preselección de RF puede atenuar suficientemente la banda imagen, puede ser  posible  prescindir  del  filtro  IR  y  conectar  directamente  el  LNA  al  mezclador  sin necesidad del mismo. Por otro lado, puesto que la selección de canal se hace en el sistema
heterodino en el filtro IF, una baja frecuencia IF permite el empleo de filtros de selección de canal de mayor cualidad. Por tanto, la elección de IF depende de un compromiso entre el rechazo de la imagen y la selección del canal. Otros factores que influencian en la elección de IF son la disponibilidad y el tamaño físico de los filtros comerciales para las distintas frecuencias.

Tradicionalmente,  todos  los  filtros  usados  en  los  sistemas  heterodinos  son  filtros  con componentes discretos con alto factor de calidad, tales como filtros cerámicos. Comparados a  otras  arquitecturas de  receptor más  integrables, el  receptor  heterodino tiene  mayores prestaciones en cuanto a la selectividad (una medida de la capacidad del receptor para separar la señal deseada alrededor de la portadora de señales recividas en otras frecuencias) y sensibilidad (la señal mínima en la entrada  del receptor para la cual hay a la salida del receptor  una  relación señal a  ruido (SNR) adecuada). Esto se  consigue con  el  uso  de componentes discretos con alto factor de calidad.


Sin embargo, el empleo de elementos con un alto factor de calidad también tiene ciertos inconvenientes. Una limitación  importante es que los filtros IR tienen una impendacia de entrada baja. Esto requiere que el LNA tenga una elevada capacidad de carga, lo que nos lleva a compromisos más severos respecto a la ganancia, la figura de ruido, la estabilidad y la  disipación de potencia en el amplificador. Además, estos filtros con elevado factor de calidad son difíciles de implementar  cuando se emplean para elevadas frecuencias en una solución integrada, principalmente por el hecho de que los inductores integrados tienen un factor de calidad bastante bajo.
Arquitectura de receptor de conversión directa

La conversión directa, también conocida como homodina o conversión con IF cero, es una aproximación          natural a                desplazar            la            señal     RF           de          forma   directa  a             banda   base. Alternativamente,  uno  puede  pensar  en  elegir  IF  como  cero.  Esta  arquitectura  emplea

filtrado paso bajo en la banda base para eliminar interferencias cercanas y seleccionar el

canal deseado.
Receptor homodino genérico



La translación  en cuadratura
(canales I y Q) es necesaria        en
señales moduladas en amplitud y frecuencia o fase porque en general los dos lados del espectro  radio  son  diferentes.   Mezclando  con  una  sinusoide  real  resultarçia  en  una corrupción  irreversible  de  la  información  transmitida.  La  trasnlación  en  cuadratura  es equivalente al mezclado complejo que vimos con anterioridad.


La           arquitectura      homodina           tiene     ciertas  ventajas              fundamentales                sobre    la            heterodina. Obviamente, la primera es la eliminación de la etapa intermedia de filtrado IF y, además, la necesidad del filtro de frecuencias intermendias IR se elimina. Además de esto, la ausencia del  filtro IR elimina el  requisito de  poseer un LNA para manejar  una carga con baja impedancia. Las funciones de selección de canal y la amplificación subsiguiente en una frecuencia IF son sustituidas por un filtrado paso bajo y una amplificación en banda base, realizable en la integración monolítica.


A pesar de ser apropiado para altos niveles de integración, un receptor homdino agrava varios aspectos que o no existían en el heterodino o no son tan serios como en un receptor heterodino. Vamos a ver brevemente algunos de estos problemas que aparecen o se agravan.
•             DC-offsets. Tal vez el problema más serio es este del offset en DC en la sección bandabase del receptor homodino. Estos voltajes de offset pueden corromper la señal deseada  y/o  saturar  las  etapas  posteriores.  Aparecen  debido  al   fenómeno  de
automezclado del oscilador local o la interferencia dentro de la banda, además de los usuales emparejamientos erróneos en el camino de señal del circuito.
Para comprender mejor el origen de estos offsets, podemos imaginar el siguiente camino de señal. Primero, el aislamiento dentre el puerto para el oscilador local y las entradas del mezclador así como del LNA no son perfectas, y una cantidad finita de realimentación esiste desde el oscilador local a la otra entrada del mezclador y a la entrada del  LNA. Esta filtración de la eñal del oscilador local aparece debido al acoplamiento capacitivo y de sustrato y, si la señal del oscilador local se suministra externamente, por el acoplamiento con los cables de unión al oscilador. La señal que así procede del oscilador local apareciendo en las entradas del LNA y del mezclador es ahora mezclada con la señal original del oscilador local, produciendo por tanto una componente  contínua  a  la  salidad  del  mezclador.  Este  automezclado  puede  ser bastante importante. Existen otras fuentes de componentes de contínua que no nos vamos a centrar. Basta decir que este problema, que potencialmente existe en el heterodino, no afecta debido a la acción del filtro paso banda IF.
Por tanto,  receptores  de  conversión  directa  requieren  métodos  apropiados  para eliminar las componentes de contínua. Una aproximación simple es usa acoplamiento AC en el camino de la señal trasladada en frecuencia. Sin  embargo, puesto que el espectro de todos los esquemas de modulación espectralmente eficientes utilizan una energía  significativa en DC, estas señales son corrompidas por el empleo de filtros acoplados en AC. Un método mejor es  emplear técnicas banda base analógicas o procesamiento digital de la señal para la estimación del offset y la cancelación. Sin embargo, estas técnicas añaden complejidad y no resuelven los problemas asociados con el ruido a bajas frecuencias en implementaciones con CMOS.
Una solución natural al problema del offset-DC en receptores con conversión directa es minimizar la energia de la señal banda base cerca de la componente DC eligiendo una modulación libre de componente DC y emplear un acople AC para la eliminación del  offset.  Esta  aproximación  ha  sido  utilizada  de  forma  exitosa  en  sistemas  de


paginación con modulación FSK, pese a la ineficiencia espectral de la modulación

FSK.



•             Fugas en el oscilador local. Además de introducir una señal de offset, el hecho de que la señal del oscilador local  coja otro camino distinto al que se ideó para el inicialmente y llegue a la antena y se irradie desde ahí crea una  interferencia en la banda para otros receptores que usen el mism esquema. Este ptroblema llega a ser menos severo cuanta más secciones de receptores de radiofrecuencia se fabrican en el mismo chip. Con osciladores locales  diferenciale, el acoplamiento neto a la antena puede alcanzar de forma aceptable bajos niveles.
•             I/Q  desajuste. Como  se  ha  mencionado con  anterioridad, para  los  esquemas  de modulación más usados, un  receptor homodino debe incorporar una translación en cuadratura.  Esto  requiere desplazar o  la  señal  de  radiofrecuencia o  la  salida  del oscilador local 90º. Puesto que el desplazamiento de la fase de señales de radio frecuencia  generalmente  conlleva  compromisos  importantes  de  ruido,  potencia  y ganancia  y  es  especialmente  difícil  para  señales  de  banda  ancha  empleadas  en sistemas de alta tasa de datos, por lo que es preferible con  frecuencia desplazar la salida del oscilador local. En cualquier caso, los errores en el desplazamiento de 90º en la fase  y los desajustes entre las amplitudes de los caminos de las señales Q e I corrompen la constelación de la señal desplazada, incrementando la tasa de error por bit por esa razón.
Con el fin de comprender mejor el efecto del desajueste entre I y Q, y mostrar la versatilidad  y  conveniencia  de  usar  formulación  compleja,  consideremos  el  caso práctico donde el oscilador local general la señal compleja  xLO(t) = cos(wLOt) – j (1+ε)sen(wLOt+θ).  Aquí,  ε           y  θ  representan los  errores  en  el  oscilador  local  en ganancia  y en fase respectivamente. Se puede reescribir la salida en cuadratura del oscilador como:



De forma  ideal,  la  salida  compleja  del  oscilador  local  debería  contener  sólo  la frecuencia negativa. Sin embargo, de la anterior expresión se observa que, debido a los errores de fase y de ganancia, existe una componente  de frecuencia positiva de magnitud no nula. Esta componente es la causante de la interferencia debida a las imágenes y, si no son compensadas, pueden causar el deterioro del funcionamiento del receptor.
Por consiguiente, de los problemas mencionados, los receptores con conversión directa son sensibles a las distorsiones de orden constante. Ademças, puesto que el espectro desplazado se localiza entorno a la frecuencia cero, el ruido flicker (1/f) de  los dispositivos tiene un profundo effecto en el SNR, un problema importante en las implementaciones con CMOS. Además, integrar el sintetizador de frecuencia selector de canal es complicado lograrlo con elementos de bajo factor de calidad como los disponibles en los circuitos integrados.
A pesar de todos estos problemas, los transceivers de conversión directa para teléfonos móviles usando tecnología bipolar de silicio han estado en completa producción en Alcatel desde  1991.  La  misma  compañía  introdujo recientemente  un  transceiver de  conversión directa en un proceso de silicio germanio BICMOS para GSM. En estos transceivers, con el fin de  manejar los problemas asociados con el offest de contínua tanto dinámico como estático, algoritmos de procesamiento  digital  de la señal son usados. Estos algoritmos se apoyan en la propiedad de la envolvente constante del esquema de  modulación usado en GSM.



Arquitectura del receptor con IF de banda ancha y conversión doble.
Receptor IF de banda ancha y
conversión doble.

Esta arquitectura alternativa      es bastante apropiada   para
la integración completa. En este receptor, tras el filtrado de preselección y amplificación, todos  los  canales  de  radiofrecuencia  potenciales  son  mezclados  de  forma  compleja  y trasladados a la frecuencia IF. Como ya hemos comentado, para
este caso  no  existe  ningún  tipo  de  problema  debido  a  la  banda  imagen.  Un  segundo mezclado complejo es hecho de la  frecuencia IF a banda base, usando un sintetizador de frecuencias   selector               de          canal     ajustable.           En                este       mezclador          complejo,           añadiendo correctamente las salidas de los multiplicadores reales en pares, las  frecuencias imágenes son canceladas mientras que los canales deseados se añaden de forma constructiva. Si la frecuencia IF es  elegida suficientemente alta, un rechazo a la banda imagen adicional se puede obtener del filtro de preseleción.


Comparando  las  dos  soluciones  integradas  mostradas  hasta  el  momento,  en  ambas arquitecturas el canal de selección  actúa en bandabase, permitiendo la posibilidad de un filtro  integrado programable para la  selección de canal  para  aplicaciones de receptores multistandard. Sin embargo, la arquitectura del receptor con filtro IF de banda ancha tiene algunas  ventajas sobre el receptor homodino estudiado, las cuales serán ahora discutidas. Debido al hecho de que el ajuste del canal es realizado sin usar el primer sintetizador (RF) si no en el oscilador local de frecuencias bajas (IF), el oscilador de RF puede ser implementado como  un  oscilador de  cristal  controlado de  frecuencia fija.  Varias técnicas  pueden ser



utilizadas para materializar un oscilador local fijo de bajo ruido de fase con componentes on- chip  con factor de calidad  reducido. Tambén, puesto que el ajuste es realizado con el oscilador local de frecuencia IF trabajando a una menor frecuencia, las carácterísticas de la fase  de  ruido  de  este  oscilador  puede  ser  significativamente  mejores  que  aquellas  del oscilador de RF ajustable empleado en el receptor homodino. Además, puesto que en el sistema IF de banda ancha no hay ningún oscilador local trabajando a la misma frecuencia que la portadora RF de entrada, los potenciales problemas asociados con la realimentación del oscilador local y los offsets de contínua variantes con el tiempo se minimizan. Aunque en el sistema IF de banda ancha el segundo oscilador local trabaja a la misma frecuencia que el canal deseado de frecuencia IF, el offset de continua que resulta en la banda base debido al auto mezclado es relativamente constantes y puede ser cancelado usando  métodos de procesamiento adaptativo de señal.


El particular mezclador de IR usado en esta arquitectura tiene varias ventajas. Primero, los filtros de desplazamiento de fase pasivos ya no son requeridos en el camino de la señal para generar el desplazamiento de fase correcto entre la banda imagen y  la  deseada. Segundo, suponiendo de nuevo que los términos sobreconvertidos se eliminan, el rechazo de la imagen es de banda ancha. También se puede demostrar que el filo de la banda de atenuación de la imagen está establecida por la frecuencia del primer oscilador local, que lleva a la tercera ventaja. Si se asume que un receptor calificado como multistandard se construye donde la frecuencia del primer oscilador local puede realizar un ajuste de rumbo para acomodar la frecuencia de portadora de un standard diferente, el rechazo de la banda imagen seguirá el primer oscilador local, y puede pensarse en él  como si fuera un mezclador IR con auto alineamiento.  Fijémonos  en  que  la  estructura  de  este  mezclador  IR  (consistente  en  4 multiplicadores y 2 sumadores) es la misma que la del mezclador complejo estudiado con anterioridad.

Las limitaciones  de  los  receptores con  IF  de banda ancha y  conversión doble son  las siguientes. Puesto que el oscilador local primero está fijado en frecuencia, todos los canales

deben pasar a través de la etapa IF (el canal deseado es seleccionado usando un segundo oscilador  local).  Esto  conlleva  dos  problemas:  primero,  como  resultado  de  mover  la selección de canal a una frecuencia inferior, el sintetizador IF  requiere un VCO con la capacidad de ajustarse a través de un más amplio rango de frecuencias de un procentaje de la frecuencia nominal de operación; segundo, cuando quitamos el filtro de selección de canal en IF, fuertes interferentes de canal adyacente son ahora incumbencia de la segunda etapa mezcladora así como también para los bloques paso de banda. Esto implica un requisito del rango dinámico más alto para estas etapas finales del receptor. También, como con los mezcladores IR  convencionales, cualquier desajueste de la ganancia o la fase de I o Q degradaría el funcionamiento del receptor.

Arquitectura de receptor con baja IF.
La idea detrás de las topologías de bajo IF es similar a la de la conversión doble con IF de banda ancha, y el objetivo es  combinar las ventajas de ambos receptores heterodinos y homodinos. Como en los sistemas de IF de banda ancha, si uno emplea dos caminos para la translación en cuadratura en un receptor heterodino, toda la información necesaria para la separación de la señal deseada de la no deseada, tales como imágenes, es disponible en las
dos señales IF.

Receptor con baja

IF



Entre                                                    las topologías diferentes   para bajo       IF,          una versión        es                           la que  vamos                   a
tratar aquí. Esta arquitectura es bastante similar a aquella de la arquitectura de IF de banda



ancha aunque hay diferentes sutiles diferencias entre las dos. La primera es la elección de IF Mientras que IF en la arquitectura de IF de banda ancha es típicamente alta, en el caso de los sistemas con bajo IF, la IF es elegida tan bajo como una o dos veces en ancho de banda del canal. Aprecie que esto alivia el problema del offset de contínua en estas dos arquitecturas comparado con sus homólogos homodinos, simplemente porque tras la primera translación la señal deseada no está localizada entorno a la  componente de contínua. Segundo, en la topología de bajo IF es más factible el muestrear la señal de bajo IF tras la etapa mezcladora primera con un conversor analógico a digital de alta resolución. El muestreo en este punto requiere un conversor  analógico digital con mayor resolución          que el requerido tras el mezclador de IR en los receptores con IF de banda ancha porque en el anterior caso la señal deseada y la imagen no deseada son  muestreadas. Tras la etapa primera mezcladora, la imagen no deseada puede ser mucho mayor que la señal deseada.
Aunque la arquitectura de bajo IF requiera CADs de alto rendimiento que aquellos usados en la arquitectura de IF de banda ancha, el camino de señal al conversor puede acoplarse en ac en la arquitectura de bajo IF, que a su vez elimina la necesidad de la compleja circuitería de cancelación del offset de contínua.  Otra ventaja de esta topología de baja IF es que parte del mezclador  complejo IR es implementado en el dominio digital sin ningún problema de desajuste entre ganancias y fase de I o Q. Los desequilibrios en las componentes en fase y en cuadratura  en  los  casos  analógicos  presedentes  pueden  ser  corregidos  usando  técnicas adaptativas. Por tanto, esta estrategia desplaza las especificaciones hardware de la parte analógica al conversor  analógico a digital. Puesto que el rendimiento de los CADs está mejorando rápidamente, esta arquitectura es muy probable que sea la preferida.

Finalmente, debe notarse que el digitalizado de la señal en la etapa IF puede ser también empleado en sistemas receptores heterodinos convencionales. Esta aproximación es llamada algunas veces IF digital. En esta arquitectura, los requerimientos de  alto rendimiento del CAD son más complicados de lograr con una disipación de potencia razonable. A pesar de la ventaja de evitar los desajustes de las componentes en fase y cuadratura para los primeros
IFs en los receptores heterodinos, esta técnica requiere un CAD prohibitivamente rápido, con alta  linealidad  y  elevado  rango  dinámico,  limitando  actualmente  su  uso  únicamente  a estaciones base.
En conclusión
Podemos  decir  que  todas  las  alternativas  mostradas  con  anterioridad  son  válidas  pero aplicables en determinados casos  con mayor garantía. Cada alternativa tiene sus propias ventajas e inconvenientes y será al final las necesidades del producto final las que forzarán la decisión del fabricante para elegir uno u otro modelo.
Tal como se intuye de las estructuras anteriores, el lector puede comprender que el conversor analógico a digital tiende a desplazarse hacia la antena de recepción. Esto conlleva una serie de implicaciones y problemas que veremos en otro artículo pero también una gran ventaja, el permitir desplazar al dominio digital muchas de las etapas de estos receptores. Esto posibilita implementar  en  un  chip  estos  receptores  con  tecnologías  VLSI  (muy  alta  escala  de integración) posibilitando la  miniaturización de los receptores y, por consiguiente, de los aparatos                finales. Ello         conlleva                unos      requerimientos               en          el            CAD       considerables   que estudiaremos en un artículo posterior.
BIBLIOGRAFÍA:
•             "Communication Systems.", Simon Haykin. John Wiley & Sons.
•             "Digital & Analog communication systems", Leon Couch, Prentice Hall.
•             "RF Microelectronics", B. Razavi, Prentice Hall.

Por: Tirso Ramírez  C.I.: 18392099
CAF

No hay comentarios:

Publicar un comentario