射频通讯电路模组实验(五)

1、射頻發射端數位調變電路的設計製作與測量射頻通訊電路模組實驗(五)射頻發射端數位調變電路的設計製作與測量一、實驗目的在一厚度為1.2mm，長寬各為30mm與30mm的玻璃纖維雙面感光電路板製作I、Q數位調變電路，以瞭解I、Q數位調變電路的基本架構與原理。使用RF Micro Devices公司所生產的RF2423積體電路，並測量控制增益電壓對調變訊號的輸出功率與諧波的影響。二、實驗設備 1消耗材料 (1)FR4玻纖雙面感光電路板 (=4.5,Thickness=1.2mm,Loss tangent =0.014) (2)數位調變積體電路RF Micro Devices之RF2423一顆 (3)晶

2、片型電阻電容 (4)50歐姆SMA接頭 2模擬軟體 (1) MDS： 系統訊號模擬 (2) AutoCAD ： 畫出所設計的微帶線電路圖樣 3印刷電路板製造器材(1)雷射印表機:在透光紙上印出微帶線的電路接線圖(2)曝光機 在玻纖板上製出微帶線的光罩(3)顯像槽:把不需要的光阻洗掉(4)蝕刻機:把不需的銅箔蝕刻掉(5)裁板機:剪裁所需要的玻纖板尺寸4量測儀器(1) HP8594E頻譜分析儀(2) HP54522A數位示波器(3)HPESGD4000訊號產生器(4)HP89441向量訊號分析儀(5)HP33120A基頻訊號產生器三、實驗原理 RF2423主要是用在QPSK調變系統。為一QPSK傳

3、送器，二元資料序列先經過不回覆零位準編碼(NRZ)，再經過解多工器將奇位元資料往I通道(RF2423第八支腳)傳送是為，偶位元資料往Q通道(RF2423第九支腳)傳送是為，此二資料分別與頻率相同但相位差90度的正交載波、混波升頻，之後相加輸出(RF2423第12支腳)為QPSK信號s(t)。其功能方塊圖與調變波形如下所示：在週期 0<t<T 的QPSK信號可表示為 i=1,2,3,4正交載波為 QPSK訊號有四種可能，可以訊號向量方式表示為下表是輸入雙位元與QPSK信號相位的關係，表下附圖則是QPSK訊號向量在空間座標上的分佈圖。四、實驗步驟1閱讀RF2423的資料，瞭解內部功能及

4、使用規格，詳見附錄五。2配合接線圖如下，瞭解線路各部份及作用。3使用AUTOCAD軟體繪製電路佈局圖。4製作印刷電路板。5將TDA8040T及晶片型電阻和電容銲接於電路板上。6依照元件測量所得規格，在MDS軟體上建立元件模型，以便做系統模擬。五、實驗成果1繪出下列條件下，控制增益電壓對輸出功率的影響:(1)Vcc=5V,和設定在0V，和設定在Vpp=1V(2)Vcc=5V,和設定在0V，和設定在Vpp=2V(3)Vcc=5V,和設定在0V，設定在Vpp=1V、=0V(4)Vcc=5V,和設定在0V，設定在Vpp=2V、=0V 增益控制範圍有 dB2繪出 和 設定在Vpp=1V，控制增益電壓為5

5、V的情況下，改變供應電壓源(Vcc)所對應的輸出功率與輸出電流關係圖。3繪出電壓源和控制增益電壓為5V，和設定在Vpp=1V的情況下，不同頻率對輸出功率和二次諧波以及輸出電流的關係圖。4繪出電壓源和控制增益電壓為5V，和設定在Vpp=1V的情況下，改變載波功率對輸出功率的關係。5繪出調變資料和的峰值改變時，所對應的輸出功率大小關係圖。6.用HP33120A基頻訊號產生器配合HP89441向量訊號分析儀測量頻譜圖、波眼圖、星座圖及EVM(error vector magnitude)值參考附錄六。7.用MDS模擬數位調變電路之系統訊號，並展示出頻譜圖、波眼圖、星座圖及BER(bit error rate)值參考附錄一。六、討論1改變輸入基頻信號的波型以及工作週期(duty cycle)，觀察輸出信號的頻譜圖有何不同。2將1MHz方波輸入頻譜觀察，可發現並不是單純的只在1MHz處有功率存在而是佔了一極大的頻寬，試對此現象解釋之。RF2423是將數位訊號經I、Q通道調變相加輸出，若不對此基頻訊號做頻寬限制，會對通訊系統造成什麼影響3. 附上光罩佈局圖並標明尺寸。4繳交成品電路。七、參考文獻1S. Haykin, &