Firmware - Gennaio 2015 / N°108 - (Page 42)

SPOTLIGHT SKILLS PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO DELLA DEMODULAZIONE I/Q Demodulazione IQ Il funzionamento di un demodulatore IQ può essere spiegato rappresentandone il segnale d'ingresso RF, sRF(t), come una combinazione di due portanti in quadratura modulate a doppia banda laterale: SRF(t) = SI(t) + SQ(t) = I(t) cosωRFt - Q(t) sinωRFt. Come illustrato nella figura A, la componente in fase I(t) e quella in quadratura Q(t) sono segnali in banda base che possono essere visti come ingressi di un modulatore IQ ideale che genera sRF(t). Un errore φ nella relazione di quadratura fra le uscite LO causa diafonia tra i canali I e Q. Utilizzando il canale della fase I come riferimento, viene introdotta una componente pari nell'uscita LO del canale Q: sin(ωRFt + φ) = sin(ωRFt)cosφ + cos(ωRFt)sinφ, e ne risulta un contributo di I(t) all'uscita del canale Q Qout(t): QOUT(t) = Q(t)cosφ + I(t)sinφ Ricevitore di annullamento dell'immagine Un'altra applicazione del demodulatore IQ è un ricevitore di annullamento/reiezione dell'immagine con frequenza intermedia diversa da zero, come illustrato nella figura B. Il canale I mantiene la simmetria nel segnale d'ingresso RF, mentre il canale Q converte le componenti pari in dispari e viceversa. Lo sfasatore di 90o aggiuntivi ripristina la simmetria originale nel canale Q, ma con segno opposto per i segnali s1(t) e s2(t); la fase di s2(t) è in anticipo rispetto al segnale LO poiché la sua frequenza centrale è più alta, mentre la fase di s1(t) è in ritardo. L'addizione al canale I ricostruisce il segnale ottenuto convertito in discesa s2(t), mentre la sottrazione ricostruisce s1(t). La reiezione dell'immagine (IR) è degradata in presenza di un errore di fase di quadratura φ o di un disadattamento di guadagno α tra i canali I e Q. L'errore di fase introduce diafonia tra i canali, mentre il disadattamento di guadagno causa un annullamento imperfetto da parte del sommatore: Figura A. Schema concettuale della modulazione e demodulazione IQ Un demodulatore IQ ricostruisce perfettamente I(t) e Q(t) sfruttando la relazione di fase in quadratura fra sI(t) e sQ(t). La rappresentazione nel dominio della frequenza di uno sfasamento di -90o corrisponde alla moltiplicazione per la trasformata di Hilbert: H(jω) = -jsgn(ω).. Questa operazione converte uno spettro con simmetria pari centrato su ω=0 in uno spettro con simmetria dispari e viceversa. Gli spettri di sI(t) e sQ(t) presentano quindi simmetria differente: sI(t) ha simmetria pari, mentre sQ(t) ha simmetria dispari. La conversione in discesa della componente d'ingresso RF pari sI(t) con l'ingresso LO pari (coseno) permette di ricostruire I(t), mentre la conversione di sQ(t) con l'ingresso LO dispari (seno) permette di ricostruire Q(t). Le combinazioni incrociate delle componenti pari e dispari danno zero. La Figura C mostra il risultato per diverse combinazioni dell'errore di fase e di guadagno. Piccoli errori di guadagno hanno un effetto maggiore di piccoli errori di fase. Figura B. Funzionamento del ricevitore a reiezione d'immagine Hartley Figura C. Reiezione dell'immagine in funzione dell'errore di fase per diversi errori di guadagno

Tabella dei contenuti per la edizione digitale del Firmware - Gennaio 2015 / N°108

SOMMARIO
Tips’n Tricks Energy Harvesting
FOCUS La Rivoluzione Biomedicale “Bottom-Up”
Skills Low Power Capacitive Sensing
INside
USB 3.0: SuperSpeed con il “-25%” dei Consumi!
Com’è Fatta una Penna USB?
ANALOG Gestire la Luce Ambiente con TI OPT3001
SPOTlight Migliori Prestazioni dai Ricevitori “Very Wide Band” a Conversione Diretta
Tools Le “function priority” di Portos
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Firmware - Gennaio 2015 / N°108

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