Nagyfrekvenciás aktív torzításcsökkentés

Aktív torzításcsökkentés során egy nemlineáris rendszer hatását kompenzáljuk úgy, hogy a rajta áthaladó jel módosításával a nemlinearitás által okozott torzítási termékeket additív módon a jelhez kevert kompenzálójel segítségével eltávolítjuk. Célom egy olyan rendszer létrehozása, amelyben a torzításcsökkentés lényegi része ugyan alapsávban történik, de a végső cél akár néhány MHz-es, keskenysávú jelek torzításának csökkentése.

Amennyiben egy analóg rendszer (például erősítő) átvitelét valamilyen statikus nemlinearitás jellemzi, akkor tisztán szinuszos gerjesztés esetén a rendszer kimenetén előálló jelnek nem csak a gerjesztőjel frekvenciáján lesz komponense, hanem felharmonikusok is megjelennek benne, vagyis a jel torzulást szenved. Nagy spektrális tisztaságú szinuszjelre számos rádiótechnikai és méréstechnikai alkalmazásban van szükség, azonban a jó linearitású erősítők és jelgenerátorok előállítása igen költséges. Aktív torzításcsökkentés során a nemlineáris rendszer hatását digitális szabályozási kör segítségével próbáljuk kompenzálni oly módon, hogy a rendszer bemenetéhez vagy kimenetéhez hozzákeverünk egy olyan beavatkozó jelet, amely a torzítási termékeket kioltja, így állandósult állapotban az eredő átvitel lineárisnak látszik.

Hangfrekvenciás tartományba eső jelek esetén a mintavételezés, valamint a beavatkozó jel előállítása történhet kifejezetten hangfrekvenciás alkalmazásokhoz kifejlesztett audio kodekkel, több MHz-es jelek esetén ez a közvetlen megközelítés azonban nagyon gyors működésű - és ennélfogva igen drága - ADC és DAC áramkörök alkalmazását kívánná meg, ráadásul a digitális jelfeldolgozó egység teljesítményével szemben is komoly követelményeket támasztana. Ha azonban olyan jelek torzításcsökkentését tűzzük ki célul, amelyek sávszélessége nem túl nagy (a hangfrekvenciás tartományba belefér), de néhány MHz-es vivőfrekvenciára vannak felmodulálva, akkor a lényegi jelfeldolgozás történhet a jel alapsávba történő lekeverése után, hagyományos hangfrekvenciás eszközökkel.

Dolgozatomban az ilyen jelekben okozott torzítás jelfeldolgozó processzor segítségével történő kompenzálásának lehetőségeit vizsgálom. A feladat matematikai hátterének áttekintése után a megoldás működőképességét MATLAB szimulációk segítségével mutatom be, valamint egy Analog Devices ADSP-21364 típusú DSP-n és egy ahhoz illesztett nagyfrekvenciás keverőáramkörön alapuló mérési elrendezés segítségével illusztrálom.

szerző

• 
  Varga Balázs
  Villamosmérnöki szak, mesterképzés
  mesterképzés (MA/MSc)

konzulens

• 
  Dr. Orosz György
  docens, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék