1GHz以下全球免许可频段短距离无线系统的设计考虑

文章摘要： 图3：ADF7025的宽带调制试验结果：(a)FSK调制信号，99％占用带宽，(b)将(a)图进行放大，以测量最大功率谱密度。ADF7025采用宽带调制方式，可以实现很高的数据速率(在这种情况下为384kbps)，从而能够在1GHz以下的欧洲ISM频段中传输音频和中等品质的视频(每秒数帧)。美国规范(FCC Part 15.247)具有与欧洲规范类似的频率分配方式，它规定了工作在902~928MHz、2,400~2,483.5MHz以及5,725~5,850MHz频段的跳频系统，同时还规定了“数字化调制”信号。这个宽松的规范涵盖了扩频(DSSS)和其它更简单的调制形式(如FSK和G

1GHz以下全球免许可频段短距离无线系统的设计考虑,标签：电路设计,http://www.88dzw.com
      图3：ADF7025的宽带调制试验结果：(a)FSK调制信号，99％占用带宽，(b)将(a)图进行放大，以测量最大功率谱密度。ADF7025采用宽带调制方式，可以实现很高的数据速率(在这种情况下为384kbps)，从而能够在1GHz以下的欧洲ISM频段中传输音频和中等品质的视频(每秒数帧)。美国规范(FCC Part 15.247)具有与欧洲规范类似的频率分配方式，它规定了工作在902~928MHz、2,400~2,483.5MHz以及5,725~5,850MHz频段的跳频系统，同时还规定了“数字化调制”信号。这个宽松的规范涵盖了扩频(DSSS)和其它更简单的调制形式(如FSK和GFSK)，因此它类似于欧洲规范中的“宽带调制”。该规范的两个主要要求为：
1. 最小6dB带宽至少为500kHz；
2. 对于数字调制系统，在任意连续发射间隔期间的任意3kHz带宽内，从发射端到天线传导的功率谱密度不大于8dBm。
任何希望采用非FHSS系统的人通常都必须将辐射场强限制在50mV/m(-1.5dBm
ERP)内，但在“数字调制”的场合中，只要能满足最大功率谱密度限制，则最大输出功率为1W。因此，当使用ADF7025时，由于其FSK频率偏差的宽度足以确保6dB带宽大于500kHz，所以允许1W的 ERP。此外，由于信号带宽较宽，系统也能实现更高的数据速率(对ADF7025而言，最高可达384kbps)。
ADF7025的同信道抑制在同信道中的变化范围是-2dB(最差)到＋24dB之间，具体取决于干扰源的带宽。这可以与同信道抑制为-4dB的商用802.15.4 DSSS收发器相媲美，后者采用的人为干扰信号为IEEE 802.15.4调制信号。
采用这些方法后，美国和欧洲就可以使用相似的宽带调制系统，从而简化面向全球市场的产品开发。ADF7025收发器架构既能工作在美国标准定义的“数字调制”模式，又工作在欧洲规范定义的“宽带调制”模式。                   
瞬态功率要求
设计工程师应该了解欧洲规范中的一项新的技术指标要求，即对瞬态功率的限制。瞬态功率被定义为当发射机在正常工作期间开启和关断时落到邻近频谱中的功率。最新的规范加入了这一限制条件，以防止频谱散射。
随着输送到功率放大器的电流的增大或减小，从压控振荡器(VCO)端所看到的负载也在发生变化，这使得锁相环(PLL)在瞬间发生失锁，并在环路试图重新恢复锁定状态时产生杂散辐射或频谱散射。在那些仅断续发射的系统中，频谱散散会导致落入邻近信道中的功率显著增加。
图4显示了频谱散射问题。绿线代表ADF7020发射机的PA每隔100ms开启、关断一次时的PA输出频谱，很显然有较大的功率落入了载波两侧的信道中，测试时频谱分析仪维持在最大保持状态。红线代表PA输出在每个100ms以63步进逐步上升和下降时的输出，由此可见落入邻近信道的功率显著下降。EN 300 220规范中的Specification 8.5对落入这些邻近信道的功率进行了限制。                                                                            图4：ADF7020输出频谱的测试曲线测试流程要求发射机在最大输出功率条件下开启和关断5次，并测量落入载波任意一侧的第二、第四和第十信道的功率。
为确保满足这个规范，最简单的方法是让PA从关断状态逐渐转换到开启状态，或从开启状态逐渐转换到关断状态，这通常可以利用微控制器分阶段地开/关PA来实现。通过采用ADF7020收发器，可以让PA以最多63步阶从关断调节到输出＋14dBm。一个更快和更简单的方法是使用具有自动PA功率斜坡控制的收发器，比如ADF7021具有可编程功率斜坡控制功能，用户可以设置步进数量和每次步进的持续时间。                                   

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