Liên điều chế là hiện tượng tổng hợp các phần tử tần số không mong muốn trong hệ điều hành hoặc từ nguồn bên ngoài. Sự kết hợp của hai hoặc nhiều tín hiệu tạo ra một tín hiệu mới có thể rơi vào một dải tần khác của hệ thống và gây nhiễu cho hệ thống. Biến dạng liên điều chế xảy ra như thế nào? Nguyên nhân là gì và làm thế nào để ngăn chặn chúng?

Trong bất kỳ hệ thống truyền dẫn không dây nào, hiệu suất của bộ thu là rất quan trọng và bất kỳ nhiễu nào có thể phát hiện đều có thể gây gián đoạn dịch vụ. Các nhà phát triển và kỹ sư mạng phải đảm bảo rằng hệ thống được thiết kế. Kiểm tra và thực hiện theo các thông số kỹ thuật để hoạt động hiệu quả.

Điều này là do hệ sinh thái không dây của chúng tôi phải hỗ trợ một số lượng lớn khách hàng và dịch vụ. Tất cả các thiết bị này trao đổi thông tin dưới dạng phát xạ tần số vô tuyến liên tục.

Số lượng dải tần cũng đã tăng lên trong thập kỷ sau khi giới thiệu mạng 3G và LTE để có thể hoạt động với các tiêu chuẩn không dây khác.

Có hai loại liên điều chế chính: liên điều chế thụ động và liên điều chế chủ động.

Biến dạng liên điều chế thụ động

Điều chế thụ động xảy ra khi nhiều tín hiệu được kết hợp trong một thiết bị thụ động phi tuyến tính, chẳng hạn như bộ ghép định hướng, bộ chia nguồn, bộ cách ly nguồn, bộ chia RF, bộ tuần hoàn RF, bộ suy giảm, bộ điều hợp, v.v.

Biến dạng liên điều chế chủ động

Liên điều chế chủ động xảy ra trong các hệ thống điện tử hoạt động, trong đó hai hoặc nhiều tín hiệu trong hệ thống hoặc từ một nguồn bên ngoài kết hợp với nhau và tạo thành bội số tần số và hệ số nhân tần số. Những tín hiệu này thường có công suất thấp, nhưng trong một số trường hợp, chúng có thể đủ mạnh để làm biến dạng các tín hiệu nhận khác.

Liên điều chế chủ động có thể xảy ra trong tất cả các thiết bị truyền dẫn không dây hiện đại. Nếu nó không được thiết kế để hoạt động theo thông số kỹ thuật, Các nhà sản xuất thiết bị phải tuân thủ nghiêm ngặt các hướng dẫn về tần suất hoạt động. công suất đầu ra, yêu cầu liên điều chế, v.v.

Nguồn tín hiệu liên điều chế thụ động (PIM)

• Bất kỳ thành phần thụ động phi tuyến tính nào cũng có thể gây ra biến dạng do các đặc tính của phổ tần số vô tuyến.
• Cáp RF không được che chắn đúng cách có thể gây ra PIM trong hệ thống.
• Đầu nối RF, bộ điều hợp và điểm truy cập tín hiệu tiếp xúc bị gỉ.
• Tiếp xúc lỏng lẻo trong đầu nối. Điều này gây ra liên điều chế.
• Các tính chất phi tuyến tính của vật liệu sắt từ có thể gây ra PIM do hiện tượng trễ từ.
• Khung kim loại lớn và cáp trung chuyển có thể gây ra PIM ở một mức độ nào đó.
• Phát ra tia lửa điện trong các đầu nối sẽ gây ra quá trình oxy hóa và làm biến dạng tín hiệu.
• Tiếp xúc kém trong các công tắc cơ học gây ra PIM.

Nguồn của liên điều chế hoạt động

• Các thành phần hoạt động phi tuyến tính trong bất kỳ hệ thống nào sẽ gây ra liên điều chế.
• Thiết kế / bố cục kém trong các thành phần đang hoạt động như mô-đun RF có thể gây ra hiện tượng điều chế trong thiết bị.
• Các tạp chất nhỏ trong lớp nền của chất bán dẫn.
• Sử dụng nhiều nguồn của cùng một ăng-ten trong hệ thống sẽ gây ra điều chế liên điều chế. Ví dụ: một bộ thu song công được sử dụng trong băng tần LTE chia sẻ một ăng-ten chung để truyền và nhận.
• Các đường tín hiệu chạy gần nhau trong bảng mạch có thể gây nhiễu và nhiễu liên điều chế.
• Bộ khuếch đại phi tuyến tính là nạn nhân của biến dạng liên điều chế do méo hài và điều chế liên điều chế bậc hai.
• Trong bộ thu phát không dây, tích sóng hài của một nguồn hợp nhất với dải tần khác của cùng một tín hiệu phát hoặc thu và nhiễu xảy ra trong băng tần.
• Sự không khớp của ăng-ten phát quản lý nhiều tần số sẽ gây ra sự phản xạ của tín hiệu trộn lẫn với các dải tần khác và dẫn đến liên điều chế.
• Các linh kiện điện tử bị lỗi và các linh kiện kém chất lượng trong mạch sẽ gây ra IMD.
• Một ăng-ten hoạt động khuếch đại mức tín hiệu và thường ảnh hưởng đến IMD.

Làm thế nào để ngăn chặn liên điều chế

• Sử dụng các thành phần chất lượng cao và tránh các thành phần làm việc phi tuyến tính trong thiết kế của thiết bị.
• Vận hành công suất ampbộ khuếch đại trong phạm vi tuyến tính để tránh các thành phần liên điều chế.
• Tránh các công tắc cơ chất lượng thấp và bộ điều hợp cảm ứng kém.
• Sử dụng cụm cáp và khớp nối tín hiệu chất lượng cao.
• Bảo vệ mạch thích hợp trong thiết bị truyền có thể ngăn chặn sự biến dạng từ các nguồn bên ngoài.
• Sự kết hợp tốt giữa giá trị trở kháng của bộ khuếch đại và ăng-ten giúp loại bỏ phản xạ tín hiệu và cải thiện mức IMD.
• Kết nối ổn định giữa các dây cáp. Đầu nối định hướng, bộ cách ly nguồn, bộ suy giảm, bộ chia và tất cả các thành phần của hệ thống làm giảm khả năng biến dạng.
• Giảm số lượng linh kiện trong hệ thống để nâng cao chất lượng.
• Sử dụng tất cả các công cụ và thành phần trong phạm vi hoạt động được khuyến nghị để đảm bảo hiệu suất tối ưu.
• Nếu có thể, cần có khoảng cách giữa ăng-ten phát và nhận.
• Vật liệu chất lượng cao trong thiết kế bảng mạch sẽ cải thiện độ méo.

Tầm quan trọng của biến dạng liên điều chế

Số lượng máy phát không dây ngày càng tăng cho nhiều ứng dụng. Kết quả là, tín hiệu tạo ra mức độ biến dạng không mong muốn cao hơn. Mức độ biến dạng cao hơn sẽ gây nhiễu cho bất kỳ thiết bị liên lạc không dây nào.

Viễn thông hiện đại sử dụng phổ tần số rộng để truyền dẫn không dây. Điều này đặt ra nhiều thách thức cho các kỹ sư mạng, chẳng hạn như biến dạng do liên điều chế và cùng tồn tại không dây.

IMD Đây là một trong những yêu cầu chính trong bộ khuếch đại xác định xem bộ khuếch đại có phù hợp với một ứng dụng cụ thể hay không. Trong các hệ thống âm thanh chất lượng cao, nguyên nhân của liên điều chế cần được theo dõi và loại bỏ để có hiệu suất tối ưu.

Kết luận

Sự biến dạng từ liên điều chế có thể được kiểm soát ở một mức độ nào đó bằng cách cải thiện thiết kế và sử dụng các thành phần chất lượng cao trong hệ thống. Tuy nhiên, việc loại bỏ hoàn toàn những biến dạng tín hiệu không mong muốn này là không thể tránh khỏi trong hầu hết các trường hợp do hạn chế của các thành phần và bộ khuếch đại công suất, v.v. Các kỹ sư phải đảm bảo rằng quá trình thiết kế Các thành phần chất lượng và ứng dụng tối ưu được kiểm tra chính xác để theo dõi biến dạng không mong muốn.