不随波峰因数变化的射频功率检波器

介绍

  过去几年来,移动电话系统的重要变革是从功率效率数字调制方案转向带宽效率数字调制技术。新型移动电话系统要具备提供高传输速率的能力,以满足宽带应用的需求。

  功率效率调制方案可以最低的实际功率电平,为通信系统提供可靠的信息传输。一个最成功的实例就是gsm/gprs网络。在gsm/gprs网络中,使用的是二相信令gmsk调制。

  带宽效率调制方案则是在一个有限的频谱带宽内提供更高的数据速率。所有初始阶段的3g网络都利用了这种调制方案的优点。在最新的w-cdma空中接口的高速下行分组接入(hsdpa)中甚至使用了16相正交幅度调制(16qam)方案。16qam用于下行链路,为手机用户提供一种下载信息的更快方法。向带宽效率调制的转移可以为各种3g手机业务提供更强大的信息传输能力、更高的数据安全性、更好的服务质量(qos),以及更快的系统面市时间。

  与低级二相调制方案(如gmsk)相比,高级多相调制方案(如8psk、16aqm 等)具备传送大量信息的更高性能。

  要获得更大的容量,就要在无线电与dsp方面付出更多复杂硬件的代价。另一个选择则可以用比较复杂的发射机和接收机在较小的带宽上传输相同的信息。

  总之,向日益复杂的高效传输技术的转变需要越来越复杂的硬件。这种复杂硬件可能包括一个更强大的dsp、更快的信号处理算法、高线性度的射频功率放大器,以及更准确的射频功率检波器等。

  本文的目的是示范并简述美国国家半导体的 lmv232 均方根值检波器可以在手机或移动设备的带宽效率调制射频传输中,用作一个准确的射频功率检波器。

  手机数字调制方案一览

  数字调制方案可以每秒在特定带宽内传输更大量的数据或位数,从而有更高的频谱效率。因此,我们将一个调制的带宽或频谱效率定义为“传输码率除以占用信道带宽,即bit/second/hz”。表1显示较高m相调制方案有众多输出级,因此有更好的频谱效率。

表1: 带宽效率理论值

  图1显示了每种调制的星座图。图中可以看到,只有gmsk有恒定的射频包络。

  查看带宽效率的另一种方法是符号率(symbol rate)(或波特率),因为通信信道需要的信号带宽取决于符号率,而不是码率(bit rate):

  符号率=码率/每个符号中传输的位数

  码率是一个系统的位流或原数据流的频率。符号率则是码率除以每个时间间隔中每个符号内可以传输的位数。

  如果每个符号传输1位(如msk),则符号率与码率相同。如果每个符号传输2位(如qpsk),则符号率是码率的一半。比较msk和qpsk,我们很容易看到,在传输相同信息量时,qpsk的符号率较低。这就是比较复杂、使用较多状态数量的调制格式可以在一个较窄的射频频谱上发送相同信息的原因。

  gsm/gprs中使用的gmsk调制

  gsm/gprs手机网络采用了恒定包络调制形式的一个变种,称为0.3gmsk(bt=0.3的高斯最小频移键控)。在这种调制形式中,调制载波的幅度保持恒定(如图1所示),同时其频率随调制信息信号而变化。这正是功率效率射频放大器在发射机中应用所需要的特性。

  幅度变化可以在放大器振幅传输功能中造成非线性,产生相邻频道频谱再生(spectral regrowth)和无用的邻道功率。由于msk中没有幅度变化,因此较高效率的放大器(线性度较差)可以用于恒定包络信号,以降低功耗。

  在gsm/gprs标准中,调制后的波形要经过高斯滤波器过滤

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计