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          不同LO頻率下的BPSK調(diào)制器工作狀態(tài)及性能分析

          作者: 時(shí)間:2018-09-13 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)也稱為雙相調(diào)制,是一種簡單的,流行的數(shù)字調(diào)制方案。符號星座盡可能相距很遠(yuǎn),這對弱信號工作來說是可取的。BPSK因其相對簡單的擴(kuò)頻能力而受歡迎。因此,BPSK可以應(yīng)用于弱信號通信,擴(kuò)頻,測距和雷達(dá)系統(tǒng)[1]。

          本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/201809/389117.htm

          LTC5548基本上是一個(gè)具有耦合IF端口的無源雙平衡混頻器。作為BPSK調(diào)制器(圖1),混頻器不提供頻率轉(zhuǎn)換,因此調(diào)制器頻率范圍限于LO和RF端口均可處理的頻率范圍。圖2顯示了BPSK調(diào)制器的測試設(shè)置。具有差分輸出的實(shí)驗(yàn)室級矢量信號發(fā)生器將生成基帶波形。

          圖1.用作BPSK調(diào)制器的射頻混頻器電阻R1和R2構(gòu)成的每個(gè)中頻輸入為50Ω,適合用現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室測試設(shè)備驅(qū)動。

          圖2. BPSK調(diào)制器的測試設(shè)置

          調(diào)制器IF輸入信號

          LTC5548耦合IF輸入的基帶驅(qū)動電平應(yīng)符合以下準(zhǔn)則:

          驅(qū)動器應(yīng)始終為差分(平衡),采用0.0V共模。

          每個(gè)IF引腳的典型驅(qū)動電平可以是±0.1V連續(xù)(0.2V p-p)。

          每個(gè)IF引腳的驅(qū)動電平在信號峰值(0.4V p-p)上不應(yīng)超過±0.2V。

          每個(gè)IF引腳的驅(qū)動電平不得超過±0.3V絕對最大額定值。而且,這樣大的輸入信號通常在RF輸出處產(chǎn)生不可接受的高頻譜再生。

          對于大多數(shù)應(yīng)用,需要低LO泄漏,這意味著IF輸入引腳上的失調(diào)電壓應(yīng)接近零伏特。通常,LO泄漏處于不能用DC偏移調(diào)整完全消除的相位。因此,使用直流偏置調(diào)整可以減少LO泄漏,但不能消除LO泄漏。

          圖3顯示了組成差分IF輸入信號的IF +和IF-引腳電壓。測試電路如圖1所示。請注意,信號是差分信號,以大約零伏為中心,符合上面列出的驅(qū)動電平標(biāo)準(zhǔn)。

          圖3.典型的調(diào)制器驅(qū)動波形,在IF +和IF-輸入引腳處測得。符號率=數(shù)據(jù)率= 5Mbps。

          通過空中輻射BPSK信號的應(yīng)用往往受益于基帶信號源的數(shù)字濾波。在其他應(yīng)用中,調(diào)制的信號帶寬可能不是問題,需要很少的基帶濾波。圖4說明了調(diào)制器的輸出頻譜,有和沒有基帶濾波。

          圖4.使用5Mbps PN9數(shù)據(jù)驅(qū)動時(shí)的調(diào)制器輸出。數(shù)字輸入濾波提供的脈沖整形在降低輸出帶寬方面非常有效。這里,數(shù)字濾波器的選擇是根升余弦響應(yīng),α= 0.35。跟蹤平均屏蔽了數(shù)字濾波信號的4.0dB峰均比。

          例1:2.4GHz BPSK調(diào)制器

          矢量信號分析儀(VSA)測量LTC5548的BPSK調(diào)制精度。調(diào)制器原理圖如圖1所示,每個(gè)差分輸入引腳信號的驅(qū)動如圖3所示。測試設(shè)置如圖2所示。EVM測量值優(yōu)于0.5%rms,這對于BPSK通信系統(tǒng)來說是令人滿意的。

          圖5. 2.4GHz下的BPSK調(diào)制精度VSA測量濾波器是根升余弦響應(yīng),α= 0.35。輸出功率測量值-2.6dBm。

          例2:8.6GHz BPSK調(diào)制器

          在8.6GHz測試的同一電路中,我們看到輸出功率降低,LO泄漏增加。增加的相位誤差可歸因于較高頻率處LO的相位噪聲增加以及較高頻率處VSA的較高殘余相位噪聲。對于BPSK,EVM的整體調(diào)制精度= 0.6%仍然可以接受。

          圖6. 8.6GHz時(shí)的調(diào)制精度輸出功率測量值為-5.8dBm。

          例3:使用內(nèi)部TImes;2 LO乘法器的12 GHz BPSK調(diào)制器

          在這個(gè)測試中,我們將LO頻率提高到12 GHz,源自內(nèi)部LTC5548 LO倍頻器。以這種方式,測試還包括LO倍頻器可能貢獻(xiàn)的任何殘余相位噪聲誤差。外部LO驅(qū)動器為6GHz,X2(引腳8)綁定為高電平。

          與較低的頻率相比,VSA僅顯示輕微的,逐漸的性能下降。EVM優(yōu)于0.8%,可用于BPSK應(yīng)用。

          圖7.使用內(nèi)部LOTImes;2乘法器的12GHz調(diào)制精度。輸出功率在12GHz時(shí)測量為-9 dBm。

          結(jié)論

          EVM測量結(jié)果表明,隨著LO頻率的增加,EVM和LO泄漏(IQ偏移)輕微下降,但BPSK應(yīng)用的性能仍然可以接受。

          在以上三個(gè)例子中,符號率= 5Msps。如果工作在更高的LO頻率和更寬的帶寬(更快的符號速率),EVM將由于調(diào)制器RF端口的高頻滾降而增加。對于這些高符號率(或高碼片率)的應(yīng)用,設(shè)計(jì)人員應(yīng)該進(jìn)行自己的測量,以確認(rèn)調(diào)制精度仍然可以接受。

          [1]例如,CDMA,GPS,WiMAX,WLAN和ZigBee等等。



          關(guān)鍵詞: 測試測量 直流

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