500mW PHS發(fā)射器通過(guò)邊緣控制滿足瞬態(tài)頻譜要求

如果不控制控制信號(hào)的轉(zhuǎn)換時(shí)間，500mW PHS基站的輸出頻譜就無(wú)法滿足要求。使用MAX2510時(shí)，只需增加一個(gè)簡(jiǎn)單的電路，以確保在開(kāi)/關(guān)瞬變期間輸出頻譜干凈。

介紹

MAX2510為高度集成的IF收發(fā)器，適用于數(shù)字無(wú)線應(yīng)用。這是PHS基站應(yīng)用的理想部分。目前，MAX2510已設(shè)計(jì)用于中國(guó)的20mW和200mW PHS基站。然而，當(dāng)MAX2510用于500mW輸出功率PHS基站應(yīng)用時(shí)，系統(tǒng)表征發(fā)現(xiàn)頻譜再增長(zhǎng)不符合頻譜質(zhì)量規(guī)范。發(fā)現(xiàn)這種無(wú)法滿足頻譜要求的原因是高功率輸出和發(fā)射門控制信號(hào)的陡峭上升沿。

本文檔介紹了通過(guò)在發(fā)射門信號(hào)上增加斜率控制來(lái)減少頻譜再增長(zhǎng)的設(shè)計(jì)權(quán)衡和仿真。

設(shè)計(jì)目標(biāo)

500mW PHS基站規(guī)范要求雜散發(fā)射為800nW、250nW、2.5mW，中心頻率分別為600kHz、900kHz和帶外。雜散能量在30kHz帶寬內(nèi)測(cè)量。PHS基站輸出功率額定值有三種類型：20mW、200mW和500mW。這些輸出功率電平是在300kHz帶寬內(nèi)測(cè)量的。

表1列出了不同輸出功率PHS基站的要求。

表1

設(shè)計(jì)方法和仿真

為了滿足上述頻譜再生長(zhǎng)要求，我們需要仔細(xì)設(shè)計(jì)一個(gè)針對(duì)TX柵極信號(hào)的模擬斜率控制電路。輸出功率由邏輯電平信號(hào)控制，電源斜坡上升和下降持續(xù)時(shí)間限制在13μs以內(nèi)。

我們使用標(biāo)準(zhǔn)PHS源和控制信號(hào)，具有不同的邊緣轉(zhuǎn)換時(shí)間和形狀。

情況#1：線性邊緣形狀，邏輯控制信號(hào)用于門控PA的打開(kāi)和關(guān)閉。

圖1.

紅色光譜是標(biāo)準(zhǔn)（輸入）PHS頻譜，藍(lán)色跡線是控制信號(hào)轉(zhuǎn)換期間的PHS信號(hào)。

基于該仿真可以看出，600kHz和900kHz偏移中的頻譜分別為-45dBc和-48dBc，無(wú)法滿足500mW PHS基站的要求。因此，我們需要研究一種更復(fù)雜的TX門信號(hào)斜率控制電路。

情況#2：具有余弦邊緣形狀的TX門控制信號(hào)。

圖2.

基于這些仿真結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)600kHz和900kHz偏移處的頻譜分別為-77dBc和-94dBc，符合PHS要求?？梢蕴砑右粋€(gè)控制電路來(lái)產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)，該信號(hào)產(chǎn)生類似于余弦的邊沿轉(zhuǎn)換。

設(shè)計(jì)實(shí)施

至少有兩種方法可以實(shí)現(xiàn)所需的控制信號(hào)效果：

1. 基帶數(shù)字整形：

我們可以以數(shù)字方式創(chuàng)建所需的余弦形狀。如果假設(shè)數(shù)據(jù)每微秒更新一次，則需要 13 個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)來(lái)創(chuàng)建此曲線。使用8位DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器），假設(shè)范圍為1V，最小電壓階躍約為~4mV。

在基帶處理器中創(chuàng)建 13 x 8 查找表并將其存儲(chǔ)在內(nèi)存中。有兩種方法可以創(chuàng)建所需的轉(zhuǎn)換查找表：一種方法是簡(jiǎn)單地計(jì)算時(shí)域中的余弦值。另一種方法是觀察RF輸出頻譜并調(diào)整數(shù)據(jù)，直到滿足雜散發(fā)射要求。下圖顯示了此控件的體系結(jié)構(gòu)：

圖3.

2. 基帶模擬整形：

基帶處理器在創(chuàng)建所需控制信號(hào)方面具有很大的靈活性，但數(shù)字方法需要修改基帶電路，并且會(huì)占用一些基帶資源。

使用低通濾波器可以平滑從基帶處理器發(fā)送的控制信號(hào)，從而獲得所需的結(jié)果。

經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)和優(yōu)化，得到了以下電路：

圖4.

根據(jù)該仿真，600kHz和900kHz偏移的頻譜分別為-83dBc和-92dBc，符合要求。

添加此電路后，架構(gòu)如下所示：

圖5.

根據(jù)仿真結(jié)果，通過(guò)在PA使能控制信號(hào)上增加一個(gè)簡(jiǎn)單的邊緣整形電路，500mW PHS基站將滿足雜散發(fā)射的要求。

審核編輯：郭婷