What does a typical receiver chain

What does a typical receiver chain look like and what is the role of the components?
A typical receiver chain for a 11.7-12.2 GHz satellite system is shown above. We have an LNA (low
noise amplifier), a filter, followed by a mixer/oscillator which translates ±the frequency to 1.2-1.7 GHz,
and then in IF (intermediate frequency) amplifier, an IF filter, followed by yet another mixer/oscillator at
1.2-1.7 GHz to bring us to the baseband.
So what is mixer? And why do we need to translate the frequency to 1.2-1.7 GHz and then again to
baseband? Well, read on to see the role of each component:
ƒ LNA: This component amplifies the signal at 11.7-12.2 GHz and adds the lowest noise possible
to the receiver. Typical amplification level is 10-16 dB. This is, of course, not enough knowing
that the signal is at -100 dBm, but we just need to boost the signal to overcome the mixer
loss/noise.
Before we go on, can we just amplify the signal by 110 dB at 11.7-12.2 GHz to get a signal level of 10
dBm (this is about 0.7Vrms in a 50 ohm system), then take off the modulated signal from the 11.7-12.2
GHz spectrum? The answer to this is: No! First, 110 dB gain amplifiers at 11.7-12.2 GHz (or even at 2
GHz for cell phones) are very hard to build and are prone to severe problems since any fF-level
capacitance feedback from the input to the output can cause oscillations. Also, they consume an immense
amount of current since we are working close to the unity-gain frequency of the transistor. Third, once we
have amplified the signal to 10 dBm, it is still at 11.7-12.2 GHz, and we need extremely fast digital
electronics (and extremely power-consuming) to take off the modulation from the carrier. We have to
“follow the carrier” at 11.7-12.2 GHz for demodulation to occur and strip the “baseband” information
from the carrier and this is very hard to do directly at 12 GHz (very difficult even at 2 GHz for cell phone
applications, which is still too fast for low power digital electronics). This is why we use mixers!
ƒ Mixers: Without mixers, we have no radios. This component is much more important than the
LNA and actually, until the 1940’s, most radios were build without the LNA but never without a
mixer. It is an amazing device, because it is a linear and a non-linear device at the same time.
Non-linear in that it acts as a multiplier, and multiplies the local oscillator frequency (fLO) with
the RF frequency (fRF) to result in a difference frequency (fRF-fLO) which is called the intermediate
frequency (fIF). So, there is a frequency translation happening in the mixer which can only happen
in a non-linear device. It is linear in the terms that it translates the RF spectrum in a linear nondistortion
matter to the IF spectrum, that is, if you have two RF frequencies, fRF1 and fRF2 with
complex levels a1 and a2, they are translated to the IF band as fIF1 and fIF2 and their respective
amplitudes and phases and perfectly preserved. This is important since you want to translate a
complicated spectrum centered at the RF frequency to an IF spectrum while preserving all the
different frequency components (amplitudes and phases).
In this case, the LO is set at 10.5 GHz and the IF is at 1.2-1.7 GHz.
ƒ Oscillators: The oscillator provides the local signal to the mixer for the frequency translation
process. They have to be extremely stable in frequency and are referenced to a crystal resonator
using a phased-locked loop (PLL). In addition, they should be tunable so as to change their
frequency (if needed) to access different channels. They should also have very low amplitude and
phase noise since you do not want to inject noise into the IF spectrum from a badly designed local
oscillator.
ƒ IF/Baseband Chain: Now, that the frequency is lowered to 1.2-1.7 GHz, we can add about 20 dB
of gain at this stage in order to boost the signal. The 1.2-1.7 GHz becomes the new carrier and the
video and sound information is still on top of this carrier. In the satellite case, the IF is mixed
again to baseband (0-2.5 MHz) using another oscillator in the 1.2-1.7 GHz range. The frequency
of this oscillator is set at 1.2-1.7 GHz (variable setting) so as to select a single 2.5 MHz channel
out of the 200 channels. Once the signal is at baseband (0-2.5 MHz), the signal is then amplified
using standard CMOS electronics by 80 dB (the amplification is done at 0-2.5 MHz), sent to the
DSP chip, and the DSP does the digital demodulation.
One thing which we did not cover above is the role of filters. Filters are extremely important in
communication systems, and selecting them and their frequency response is an art by itself. In the satellite
receiver above, there are two filters that provide “protection” from un-wanted off-band signals. The first
one is after the LNA and covers the 11.7-12.2 GHz range with an attenuation of 40 dB for far-away
signals, and the second one is at 1.2-1.7 GHz, again with an attenuator of 40 dB

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ดูโซ่รับสัญญาณทั่วไปเช่นและบทบาทของคอมโพเนนต์คืออะไร ข้างโซ่รับสัญญาณทั่วไปสำหรับระบบดาวเทียม 11.7-12.2 GHz เรามีมี LNA (ต่ำเครื่องขยายเสียงรบกวน), ตัวกรอง ตาม ด้วย ผสม/oscillator ซึ่งแปลว่าความถี่ ±the ถึง 1.2-1.7 GHzแล้ว ใน IF (กลางความถี่) เครื่องขยายเสียง ตัวกรองถ้า ตาม ด้วยอีก ผสม/oscillator ที่1.2-1.7 GHz นำเราไป basebandดังนั้น ผสมคืออะไร และทำไมเราต้องแปลความถี่ถึง 1.2-1.7 GHz แล้วอีกครั้งเพื่อbaseband ดี อ่านเพื่อดูบทบาทของแต่ละส่วนประกอบ:LNA: คอมโพเนนต์นี้ขยายสัญญาณที่ที่ 11.7-12.2 GHz และเพิ่มเสียงต่ำสุดที่เป็นไปได้ไปยังผู้รับ ระดับทั่วไปขยายเป็น dB 10-16 นี่คือ แน่นอน ไม่รู้พอสัญญาณอยู่ที่-100 dBm แต่เราก็ต้องเพิ่มสัญญาณที่จะเอาชนะตัวผสมสูญหาย/เสียงรบกวนก่อนเราไป สามารถเราแค่ขยายสัญญาณ โดย 110 dB ที่ 11.7-12.2 GHz เพื่อให้ได้ระดับสัญญาณ 10dBm (นี้คือเกี่ยวกับ 0.7Vrms ในระบบ 50 โอห์ม), จากนั้น ถอดสัญญาณเชิงซ้อนจาก 11.7-12.2ความครอบคลุมหรือไม่ นี้คำตอบคือ: ไม่มี ครั้งแรก 110 dB รับแอมพลิฟายเออร์ ที่ 11.7-12.2 GHz (หรือแม้กระทั่ง ที่ 2GHz สำหรับเซลล์โทรศัพท์) จะยากมากที่จะสร้างและมีแนวโน้มที่จะรุนแรงปัญหาตั้งแต่ fF ระดับใดความจุความคิดเห็นจากการแสดงผลสามารถทำให้เกิดการแกว่ง นอกจากนี้ พวกเขาใช้การอันยิ่งใหญ่จำนวนปัจจุบันเนื่องจากเรากำลังใกล้ความถี่สามัคคีกำไรของทรานซิสเตอร์ตัว บุคคลที่สาม เมื่อเรามีขยายสัญญาณไป 10 dBm มันยังคงอยู่ที่ 11.7-12.2 GHz และเราต้องดิจิตอลเร็วมาก อิเล็กทรอนิกส์ (และบริโภคพลังงานมาก) ที่จะปิดการปรับจากผู้ขนส่ง เราจะต้อง"ตามสายการบิน" ที่ 11.7-12.2 GHz สำหรับพาหะจะเกิดขึ้น และแถบข้อมูล "baseband"จากผู้ให้บริการเป็นเรื่องยากมากที่จะทำที่ 12 GHz (ยากมากแม้ใน 2 GHz สำหรับโทรศัพท์มือถือโดยตรงการใช้งาน ซึ่งยังเร็วเกินไปสำหรับอิเล็กทรอนิกส์ดิจิตอลไฟฟ้าต่ำ) นี่คือเหตุผลที่เราใช้เครื่องผสมอาหารมิกเซอร์: โดยเครื่องผสมอาหาร เรามีวิทยุไม่มี ส่วนประกอบนี้เป็นสำคัญมากกว่าการLNA และจริง จนถึงปี 1940 วิทยุส่วนใหญ่ สร้าง โดย LNA แต่ไม่เคยไม่มีผสม มันเป็นอุปกรณ์ตื่นตาตื่นใจ เพราะมันเป็นแบบเชิงเส้นและอุปกรณ์ไม่เชิงเส้นในเวลาเดียวกันไม่เชิงเส้นในที่จะทำหน้าที่เป็นตัวคูณมี และคูณความถี่ออสซิลเลเตอร์ท้องถิ่น (fLO) ด้วยRF ความถี่ (fRF) จะส่งผลในความถี่ที่แตกต่าง (fRF fLO) ซึ่งเรียกว่าระดับกลางความถี่ (fIF) จึงเกิดการแปลความถี่ในเครื่องผสมซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้อุปกรณ์ไม่เชิงเส้น มันเป็นเส้นตรงในแง่ที่ว่า มันแปลว่าคลื่น RF ใน nondistortion แบบเชิงเส้นสำคัญถ้าสเปกตรัม นั่นคือ ถ้าคุณมีสองความถี่ RF, fRF1 และ fRF2 ด้วยซับซ้อนระดับ a1 และ a2 พวกเขาแปลได้วงถ้าเป็น fIF1 และ fIF2 และกรรมสิทธิ์ช่วงและระยะ และไว้ได้อย่างดี นี้เป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากคุณต้องการแปลเป็นcomplicated spectrum centered at the RF frequency to an IF spectrum while preserving all thedifferent frequency components (amplitudes and phases).In this case, the LO is set at 10.5 GHz and the IF is at 1.2-1.7 GHz.ƒ Oscillators: The oscillator provides the local signal to the mixer for the frequency translationprocess. They have to be extremely stable in frequency and are referenced to a crystal resonatorusing a phased-locked loop (PLL). In addition, they should be tunable so as to change theirfrequency (if needed) to access different channels. They should also have very low amplitude andphase noise since you do not want to inject noise into the IF spectrum from a badly designed localoscillator.ƒ IF/Baseband Chain: Now, that the frequency is lowered to 1.2-1.7 GHz, we can add about 20 dBof gain at this stage in order to boost the signal. The 1.2-1.7 GHz becomes the new carrier and thevideo and sound information is still on top of this carrier. In the satellite case, the IF is mixedagain to baseband (0-2.5 MHz) using another oscillator in the 1.2-1.7 GHz range. The frequencyof this oscillator is set at 1.2-1.7 GHz (variable setting) so as to select a single 2.5 MHz channelout of the 200 channels. Once the signal is at baseband (0-2.5 MHz), the signal is then amplifiedusing standard CMOS electronics by 80 dB (the amplification is done at 0-2.5 MHz), sent to theDSP chip, and the DSP does the digital demodulation.One thing which we did not cover above is the role of filters. Filters are extremely important incommunication systems, and selecting them and their frequency response is an art by itself. In the satellitereceiver above, there are two filters that provide “protection” from un-wanted off-band signals. The firstone is after the LNA and covers the 11.7-12.2 GHz range with an attenuation of 40 dB for far-awaysignals, and the second one is at 1.2-1.7 GHz, again with an attenuator of 40 dB

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

แล้วโซ่รับทั่วไปเหมือน และอะไรคือบทบาทของคอมโพเนนต์ ?โซ่เครื่องรับทั่วไปสำหรับ 11.7-12.2 GHz ระบบดาวที่แสดงข้างต้น ขณะนี้มี LNA ( ต่ำเครื่องขยายเสียงเสียง ) , ตัวกรอง , ตามด้วยการผสม / oscillator ซึ่งแปล±ความถี่เพื่อให้ 1.2-1.7 GHz ,แล้วถ้า ( ความถี่กลาง ) เครื่องขยายเสียง ถ้ากรอง ตามด้วย แต่การผสม / อื่น1.2-1.7 GHz เพื่อพาพวกเราไปกัน .ดังนั้นสิ่งที่เป็นเครื่องผสม ? และทำไมเราต้องแปลความถี่ 1.2-1.7 GHz และจากนั้นอีกครั้งอุปกรณ์ ? อืม อ่านบนเพื่อดูบทบาทของแต่ละองค์ประกอบ :เจ้า LNA : ส่วนนี้จะขยายสัญญาณที่ 11.7-12.2 GHz และเพิ่มเสียงต่ำที่สุดที่จะรับ ระดับ ( ปกติเป็น 10-16 dB นี่คือของหลักสูตรไม่เพียงพอทราบนั่นเป็นสัญญาณที่ - 100 dBm แต่เราแค่ต้องเพิ่มสัญญาณที่จะเอาชนะเครื่องผสมการสูญเสีย / เสียงก่อนที่เราจะไป เราก็แค่ขยายสัญญาณโดย 110 dB ที่ 11.7-12.2 GHz เพื่อรับสัญญาณระดับ 10dBm ( นี้เป็นเรื่องเกี่ยวกับ 0.7vrms ในระบบ 50 โอห์ม แล้วถอดปรับสัญญาณจาก 11.7-12.2สเปกตรัม GHz ? คำตอบคือไม่ ! แรก , 110 ดีบี ได้ความสูงที่ 11.7-12.2 GHz ( หรือแม้กระทั่ง 2( สำหรับโทรศัพท์มือถือ ) มีมากยากที่จะสร้างและมีแนวโน้มที่จะเกิดปัญหารุนแรงตั้งแต่ระดับ FF ใด ๆความจุข้อมูลป้อนกลับจากเข้าออกสามารถทำให้เกิดการสั่น . นอกจากนี้ พวกเขากินอาหารที่เวิ้งว้างยอดเงินปัจจุบันตั้งแต่เราทำงานใกล้ชิดกับความสามัคคี เพิ่มความถี่ของทรานซิสเตอร์ ประการที่สาม เมื่อเราต้องขยายสัญญาณ 10 dBm ก็ยังอยู่ที่ 11.7-12.2 GHz , และเราต้องการเร็วมาก ดิจิตอลอิเล็กทรอนิกส์ ( และใช้พลังงานมาก ) ถอดเสียงจากผู้ให้บริการ เราต้อง" ตามผู้ให้บริการ " ที่ 11.7-12.2 GHz สำหรับดีมอดูเลชั่นที่จะเกิดขึ้นและแถบ " กัน " ข้อมูลจากผู้ให้บริการ และนี้เป็นเรื่องยากมากที่จะทำโดยตรงได้ที่ 12 GHz ( ยากมากที่ 2 GHz สำหรับโทรศัพท์มือถือการใช้งาน , ซึ่งยังเร็วเกินไปสำหรับพลังงานต่ำดิจิตอลอิเล็กทรอนิกส์ ) นี่คือเหตุผลที่เราใช้ผสม !เครื่องผสมอาหารเครื่องผสมอาหารเจ้า : ไม่มี เราไม่มีวิทยุ ส่วนนี้เป็นสิ่งที่สำคัญมากกว่าความแตกต่างและจริง จนถึง 1940 ของ วิทยุมากที่สุด คือ สร้างโดยไม่มีความแตกต่างแต่ไม่โดยเครื่องผสม มันเป็นอุปกรณ์ที่น่าทึ่ง เพราะมันเป็นเชิงเส้น และอุปกรณ์ที่ใช้ในเวลาเดียวกันที่ไม่ใช่เชิงเส้นที่มีหน้าที่เป็นทวีคูณ และคูณความถี่ออสซิลเลเตอร์ท้องถิ่น ( Flo ) กับRF ความถี่ ( frf ) เพื่อผลในความแตกต่างความถี่ ( frf Flo ) ซึ่งเป็นชื่อกลางความถี่ ( Promotion ) ดังนั้น มีความถี่การแปลที่เกิดขึ้นในเครื่องผสมที่สามารถเกิดขึ้นในอุปกรณ์ที่ไม่เป็นเชิงเส้น มันเป็นเส้นตรง ในแง่ที่ว่ามันแปล RF สเปกตรัมใน nondistortion เชิงเส้นเรื่องที่หากคลื่นความถี่ที่เป็นถ้าคุณมีสอง RF และความถี่ frf1 frf2 กับซับซ้อนระดับ A1 และ A2 ก็จะแปลให้ว่า วงดนตรี และตน fif1 fif2 และแรงบิดและขั้นตอนอย่างสมบูรณ์และรักษาไว้ นี้เป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากคุณต้องการแปลเป็นสเปกตรัมที่ซับซ้อนเป็นศูนย์กลางใน RF ความถี่ในสเปกตรัมในขณะที่การรักษาทั้งหมดถ้าส่วนประกอบความถี่ที่แตกต่างกัน ( แรงบิดและขั้นตอน )ในกรณีนี้ โล ตั้งไว้ที่ 11 GHz และถ้าเป็น 1.2-1.7 GHzเจ้า oscillators : oscillator มีสัญญาณภายในเครื่องผสมสำหรับความถี่ในการแปลกระบวนการ พวกเขาต้องเป็นแสนมั่นคงในความถี่และมีการอ้างอิงไปยัง resonator คริสตัลการแบ่งล็อค Loop ( PLL ) นอกจากนี้พวกเขาควรที่สุดเพื่อการเปลี่ยนแปลงความถี่ ( ถ้าจำเป็น ) เพื่อเข้าถึงช่องทางต่าง ๆ พวกเขายังควรมีความอุดมสมบูรณ์ต่ำมากระยะเสียงเนื่องจากคุณไม่ต้องการที่จะใส่เสียงเข้าไป ถ้าคลื่นความถี่จากเลวออกแบบท้องถิ่นตามความต้องการ .ถ้าเจ้าโซ่ / baseband : ตอนนี้ ความถี่จะลดลงไป 1.2-1.7 GHz , เราสามารถเพิ่มประมาณ 20 เดซิเบลของได้รับในขั้นตอนนี้เพื่อเพิ่มสัญญาณ การ 1.2-1.7 GHz จะกลายเป็นผู้ให้บริการใหม่และวิดีโอและข้อมูลเสียงยังด้านบนของสายการบินนี้ ในดาวเทียมกรณี หากมีการผสมอีกครั้งกับ baseband ( 0-2.5 MHz ) ใช้ Oscillator อีกในช่วง 1.2-1.7 GHz ความถี่การตั้งค่านี้เป็น 1.2-1.7 GHz ( ตัวแปรที่กำหนด ) เพื่อเลือก 2.5 เมกะเฮิรตซ์ ช่องเดียวจาก 200 ช่อง เมื่อสัญญาณที่ baseband ( 0-2.5 MHz ) , สัญญาณจะถูกขยายแล้ววงจรอิเล็กทรอนิกส์โดยใช้มาตรฐาน 80 เดซิเบล ( ขยายเสร็จใน 0-2.5 MHz ) , ส่งถึงDSP ชิป , และ DSP จะดีมอดูเลชั่นแบบดิจิตอลสิ่งหนึ่งที่เราไม่ได้ปิดข้างบนคือตัวกรองบทบาท . ตัวกรองเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในระบบการสื่อสารและการเลือกของพวกเขาและการตอบสนองความถี่เป็นศิลปะด้วยตัวเอง ในดาวเทียมตัวรับสัญญาณข้างต้น มีอยู่สองตัวที่ให้ " ป้องกัน " จาก UN ต้องการปิดสัญญาณดนตรี ครั้งแรกหนึ่งคือหลังจาก LNA และครอบคลุมช่วง 11.7-12.2 GHz ที่มีการลดทอนของ 40 dB สำหรับ ไกลสัญญาณ และคนที่สองที่ 1.2-1.7 GHz , อีกครั้งกับ attenuator 40 เดซิเบล