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提高窄带射频系统:一个新的从AKM收发器集成电路

2017年7月24日,通过罗伯特Keim

AK2401使用直接变频架构而不是更标准的外差方法。

AK2401使用直接变频架构而不是更标准的外差方法。

任何射频系统中一个基本要求是翻译射频频率的接收信号的基带频率。前者是相对应的高频率载波信号;后者是原始的传送信号的频率。无线传输需要射频频率,但必须返回到基带信号频率之前发送到数据处理电路。

很常见的接收机架构包括一个中频(如果)在射频和基带频率之间。这是被称为外差系统;这种射频接收器是非常普遍的,还有,这个方法会有显著的好处。

有趣的是,看到AKM(透微器件)是强调这样一个事实:他们的新AK2401射频收发器并采用外差式架构。相反,它使用表面上简单的“direction-conversion”架构,即。,它将接收到的射频频率直接转换成基带。你可以看到这个receive-chain部分的框图:

图来自AK2401数据表。

因此,射频信号从天线接收,然后放大低噪声放大器(LNA)。然后去外部匹配电路到达混合器。混合器将直接从射频频率信号基带频率;结果是微分I / Q基带信号放大并通过抗锯齿过滤器之前由24位数字化delta-sigmaADC。

AK2401是销售作为一个高性能、高度集成收发器集成电路为窄带设备如手持双向收音机、公共安全无线电设备、海上无线电。基本上任何类型的“你跟我说话,我跟你谈谈”系统。基本上相当于“窄带低数据速率”,因为带宽对应信息传送的速度。语音通信不需要大量的带宽,所以这是一个自然等芯片的应用程序这一个,但我不明白为什么你不能使用AK2401通用的数据传输。

但是为什么呢?

如果外差方法标准和有利,为什么AKM决定使用直接变频架构?

从AKM标识的信息只有一个好处在这个特殊的设计背景下,但这是一个很重要的一个:提高集成、转化为小的外形,将小收音机。

小:QFN包,7×7毫米。

直接转换包括更少的组件,最重要的是,它不需要庞大的镜像抑制滤波器。外差式接收机受到著名的图像信号的问题,必须通过滤波抑制。据我所知这些镜像抑制滤波器,一般来说,不兼容集成电路技术,因此他们必须添加由董事会设计师作为芯片外组件。

的直流偏置

如果直接转换如此有益的一个重要方面,为什么不是更常见吗?为什么AKM能够呈现AK2401一些新的和不同寻常的账户直接变频的架构?

一个主要的困难是直流偏置取消。direct-downconversion混频器的输入是本地振荡器(LO)信号和接收到的射频信号。然而,有可能通过RF输入LO泄漏的混合器,混合的罗罗导致输出信号中的直流偏置。

这幅图描绘了一个直流偏置代direct-downconversion接收器的常见原因。

外差式架构中不存在这个问题,因为如果频谱不延伸到直流,因此直流偏移量很容易通过过滤去除。直接变频产生光谱,延伸到直流,所以如果你想使用高通滤波器来消除直流偏置,你不可避免地削弱部分传送信号。

AKM解决这个问题通过RDOC的(实时消除直流偏置)系统。它是基于专有技术,我认为他们不发布许多关于这种技术实际上是如何实现的细节。这RDOC的发生在数字领域,更具体地说,作为“直流偏置卡尔“块:

图来自数据表

以某种方式或另一个RDOC算法消除了直流偏置”应对周围的无线电波环境的变化。“我喜欢RDOC的功能完全集成和automatic-no设计师参与要求。然而,我确实注意到一个小警告数据表(59页):RDOC是“有效的”收到信号,不表现出(即振幅波动。,它使用频率或相位调制信号的)。第1页的数据表表明AK2401兼容QAM(正交调幅),但也许QAM信号会更容易受到直流偏置的问题。


请留下评论在外差如果你有任何的想法和直接变频的问题。