Collaudo di un filtro attivo per UMTS mediante sequenze pseudocasuali: verifica sperimentale

I filtri tempo continui sono largamente usati nell’elaborazione dei segnali ma, a causa delle variazioni dei parametri del processo che determinano corrispondenti variazioni nelle costanti di tempo, richiedono un sistema di tuning per il controllo della loro risposta in frequenza.
In questo lavoro vengono riportati i risultati delle prove sperimentali eseguite per verificare l’efficacia e le prestazioni di un nuovo metodo per il tuning di filtri attivi, tempocontinua ad alta velocità. L’algoritmo di tuning è basato sull’applicazione, in ingresso al dispositivo da tunare, di una sequenza pseudo-casuale di impulsi rettangolari e sulla valutazione di pochi campioni della funzione di cross-correlazione tra l’ingresso e l’uscita del filtro, che costituiscono la firma del filtro stesso.
I principali vantaggi della tecnica proposta sono la facilità di generazione della sequenza d’ingresso e la semplicità del circuito di uscita che consiste in un cross-correlatore digitale. Consegue che i costi associati al circuito di tuning sono molto più contenuti.
Il metodo permette di ottenere un errore di tuning dovuto principalmente al valore delle capacità elementari impiegate nella circuiteria di tuning. Il tempo necessario per eseguire il tuning è dell’ordine dei microsecondi. Questo appare particolarmente interessante nelle applicazioni per i terminali multi-standard nelle telecomunicazioni.
Per implementare il metodo di tuning, si utilizza un FPGA che, tramite un’opportuna programmazione, è in grado di determinare i campioni della funzione di crosscorrelazione ingresso uscita del filtro quando in ingresso è applicata una sequenza pseudo-casuale.
Al fine di poter testare il metodo di tuning proposto si utilizza un filtro UMTS posizionato su di una basetta opportunamente progettata.
Le prove eseguite, riguardanti l’applicazione dell’algoritmo proposto ad un filtro multi-standard in banda base, confermano in gran parte i risultati delle simulazioni e mostrano l’efficacia della tecnica nelle condizioni pratiche operative ed in presenza di rumore.
L’elaborato si compone di cinque capitoli. Nel Capitolo 1 è presente una sintetica descrizione delle tradizionali procedure di tuning dei filtri attivi. Nel Capitolo 2 è presente invece una descrizione della tecnica di tuning che verrà adottata, corredata da alcune simulazioni. Nel Capitolo 3 verrà affrontato lo schema generale del sistema sperimentale e il progetto di una scheda PCB per il tuning di un filtro per applicazioni UMTS. Nel Capitolo 4 verrà affrontata la discussione dello sviluppo dell’algoritmo di valutazione della funzione di cross-correlazione di una sequenza pseudo-random, tramite FPGA. Nel Capitolo 5 saranno presentati i risultati ottenuti dalle misure sperimentali. Infine verranno esposte le conclusioni del lavoro svolto.