500mW PHS發(fā)射器通過邊緣控制滿足瞬態(tài)頻譜要求

如果不控制控制信號的轉(zhuǎn)換時間，500mW PHS基站的輸出頻譜就無法滿足要求。使用MAX2510時，只需增加一個簡單的電路，以確保在開/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)字無線應(yīng)用。這是PHS基站應(yīng)用的理想部分。目前，MAX2510已設(shè)計用于中國的20mW和200mW PHS基站。然而，當MAX2510用于500mW輸出功率PHS基站應(yīng)用時，系統(tǒng)表征發(fā)現(xiàn)頻譜再增長不符合頻譜質(zhì)量規(guī)范。發(fā)現(xiàn)這種無法滿足頻譜要求的原因是高功率輸出和發(fā)射門控制信號的陡峭上升沿。

本文檔介紹了通過在發(fā)射門信號上增加斜率控制來減少頻譜再增長的設(shè)計權(quán)衡和仿真。

設(shè)計目標

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)測量的。

表1列出了不同輸出功率PHS基站的要求。

表1

設(shè)計方法和仿真

為了滿足上述頻譜再生長要求，我們需要仔細設(shè)計一個針對TX柵極信號的模擬斜率控制電路。輸出功率由邏輯電平信號控制，電源斜坡上升和下降持續(xù)時間限制在13μs以內(nèi)。

我們使用標準PHS源和控制信號，具有不同的邊緣轉(zhuǎn)換時間和形狀。

情況#1：線性邊緣形狀，邏輯控制信號用于門控PA的打開和關(guān)閉。

圖1.

紅色光譜是標準（輸入）PHS頻譜，藍色跡線是控制信號轉(zhuǎn)換期間的PHS信號。

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門信號斜率控制電路。

情況#2：具有余弦邊緣形狀的TX門控制信號。

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€控制電路來產(chǎn)生一個信號，該信號產(chǎn)生類似于余弦的邊沿轉(zhuǎn)換。

設(shè)計實施

至少有兩種方法可以實現(xiàn)所需的控制信號效果：

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 個數(shù)據(jù)點來創(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：一種方法是簡單地計算時域中的余弦值。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，從而獲得所需的結(jié)果。

經(jīng)過設(shè)計和優(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，通過在PA使能控制信號上增加一個簡單的邊緣整形電路，500mW PHS基站將滿足雜散發(fā)射的要求。

審核編輯：郭婷