V komunikacích je většinou požadována obousměrná komunikace (duplexní nebo poloduplexní) a zařízení tedy musí obsahovat jak vysílač tak přijímač. Taková konfigurace se označuje jako transceiver.
Blokové schéma transceiveru
V úvodu bylo zmíněno, že jak vysílač tak přijímač se skládá z basebandu a vf části. Podobně i transceiver bude obsahovat baseband i vf část.
Transceiver také obsahuje řídící část moderní zaříní s operačním systémem.
Komplikací je použití jedné antény, kterou vysílač používá jako vysílací a přijímač jako přijímací a tudíž hrozí, že vysoká úroveň výkonu vysílače (např. u mobilního telefonu jednotky W) vnikne do citlivých obvodů přijímače a zničí je. Přijímač mobilního telefonu zpracovává výkony i nW a pW.
Tento problém se řeší dvěma způsoby:
-
Duplexerem, což je obvod, který zajišťuje že výkon z vysílače nevnikne do přijímače. Je použitý na BTS.
-
Přepínáním antény na vysílání případně příjem, které však nesmí probíhat ve stejnou dobu. Používá se v mobilním telefonu.
Superheterodyn
Úkolem vf části přijímače je zesílení slabého signálu přijímaného anténou, filtrace konkrétního kanálu (příjem požadovaného a potlačení sousedních) a demodulace.
U většiny přijímačů je požadované přeladění tj. použití pro více kanálů. Zároveň je požadovaná vysoká selektivita přijímače. Narážíme zde na limity realizovatelnosti současně přeladitelného a selektivního filtru. Tento problém lze vyřešit pomocí zvláštní konstrukce označované jako superheterodyn.
Princip funkce spočívá v tom, že v superheterodynu je hlavní zesilovací a selektivní prvek tzv. mezifrekvenční zesilovač a mezifrekvenční filtr nepřelaďovaný - napevno nastavený. To dává možnost jej realizovat s vysokou selektivitou. Často se používá filtr s povrchovou akustickou vlnou (SAW – surface acoustic wave).
Vstupní signál je třeba posunout do pásma propustnosti mf filtru tak, aby filtrem prošel námi požadovaný kanál k demodulaci. Posun vstupního signálu se zajišťuje pomocí místního oscilátoru (LO - local oscillator) a směšovače (mixer).
Prvkem pomocí, kterého je přijímač laděn, tak není filtr (ten je napevno nastavený), ale oscilátor.
Na vstupu je zařazen vf širokopásmový nízkošumový zesilovač (LNA - low noise amplifier), který zesiluje celé pásmo např. 900 MHz u GSM.
Po filtraci a zesílení požadovaného kanálu následuje demodulace.
Nevýhodou superheterodynu je tzv. zrcadlový příjem, cože je rušivý příjem stanic, které se vyskytují na tzv. zrcadlovém kmitočtu. To je kmitočet, jehož absolutní hodnota rozdílu s kmitočtem místního oscilátoru je také mezifrekvenční kmitočet. Potlačení zrcadlového příjmu lze dosáhnout vhodnou frekvenční charakteristikou vstupního zesilovače nebo vícenásobným směšováním.
Softwareově definované rádio (SDR)
Myšlenka spočívá v realizaci vf části přijímače (vysílače) pomocí číslicových obvodů (mikroprocesoru), kdy vstupní signál přicházející z antény bude digitalizován a následně zpracováván v počítači softwareově. Filtr, demodulátor tedy nebudou realizovány jako obvody, ale jako procesy běžící v digitálním obvodu.
Tento koncept by přinesl velkou výhodu softwareového nastavování vf části: filtru, modulátoru. Naráží však na problémy:
-
Citlivost A/D převodníku pro slaboučké signály přicházející z antény.
-
Rychlost A/D převodníku pro signály na kmitočtech v řádu jednotek GHz a výše.
Tyto problémy lze elimitovat zařazením nízkošumového vstupního zesilovače, který vstupní slabé signály zesílí a směšovače, který signály posune na nižší kmitočty.
Koncept SDR klade vysoké nároky na výpočetní výkon digitální části a proto je často realizován pomocí programovatelných hradlových polí (FPGA - field programmable gate array).