RF系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要考慮哪些因素

簡(jiǎn)介

　　今天可以使用的高集成度先進(jìn)射頻設(shè)計(jì)可讓工程師設(shè)計(jì)出性能水平超過以往的RF系統(tǒng)，阻隔、靈敏度、頻率控制和基帶處理領(lǐng)域的最新進(jìn)展正在影響RF系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，本文旨在探討某些參數(shù)特性，以及它們對(duì)系統(tǒng)性能的影響。

　　應(yīng)對(duì)干擾

　　處于或接近所需工作頻率的有害 RF信號(hào)，可能影響接收器精確調(diào)制所需RF數(shù)據(jù)包的能力。根據(jù)干擾與系統(tǒng)載波頻率的接近程度，可以分為幾類：a） 帶內(nèi)， b） 近帶和 c） 寬帶。采用不同的方法來減少各種類型干擾信號(hào)，以下列出常用的方法。

　　近帶和寬帶干擾

　　這種干擾抑制主要是改進(jìn)射頻裝置的選擇性和阻隔特性，選擇性是描述射頻裝置在其它RF頻譜中選擇所需信號(hào)的能力。阻隔特性則描述IC器件忽略干擾或干涉信號(hào)，同時(shí)仍然接收所需RF信號(hào)的能力。在初期選擇過程，謹(jǐn)慎的工程師將密切關(guān)注射頻裝置的選擇性和阻隔特性。通常，這些參數(shù)被忽略，而RF系統(tǒng)性能受到影響。除了選擇具有強(qiáng)大的阻隔特性的射頻裝置，還有其它用于抑制近帶和寬帶干擾的方法。一個(gè)常用的方法是在接收器天線和RF前端之間添加一個(gè)SAW濾波器，這就具有帶通效應(yīng)，可讓所需的信號(hào)以極小的衰減進(jìn)入射頻裝置，同時(shí)使得干擾因素的衰減增加。一個(gè)433.92MHz SAW濾波器的典型帶通特性如圖1所示。

　　圖1. SAW濾波器的典型頻率響應(yīng)

　　SAW濾波器提供的附加抑制不足以完全阻隔干擾，工程師應(yīng)當(dāng)考慮射頻裝置中間頻率的帶寬（IFBW），請(qǐng)參見圖2說明，并且考慮噪聲低于所需運(yùn)作頻率200kHz左右，在這種情況下，366kHz的IFBW在角頻率下僅僅可使干擾衰減10dB，相反地，當(dāng)使用25kHz IFBW時(shí)，干擾將會(huì)衰減56dB，如圖5所示。

　　圖 2. ATA5830器件在433.92MHz、IFBW = 366kHz下的阻隔特性

　　圖3. ATA5830器件在 433.92MHz、IFBW = 25kHz下的阻隔特性

　　過去，IFBW是由IC設(shè)計(jì)所固定的，然而，高性能RF器件，比如Atmel? ATA5830N和ATA5780N，可以通過使用一個(gè)EEPROM-based配置表來調(diào)節(jié)IFBW，用戶可配置IFBW范圍為25kHz至366kHz，并為工程師提供26種不同的IFBW設(shè)置。在優(yōu)化過程中，工程師應(yīng)當(dāng)確保所選擇的IFBW保持足夠?qū)挼姆秶?，以便適應(yīng)內(nèi)部參考頻率的調(diào)制和容差帶來的接收器和發(fā)射器RF頻率的變化。來自意向幅射器（例如發(fā)射器）的RF信號(hào)包含了由于初始容差、溫度和老化造成的載波頻率錯(cuò)誤項(xiàng)。除了接收器和發(fā)射器的晶體頻率容差的最差情形堆疊，選擇最小IFBW還必需考慮以合適的波特率傳輸RF數(shù)據(jù)包和進(jìn)行調(diào)制所需的RF頻譜帶寬。

　　帶內(nèi)干擾

　　在所需工作頻率范圍內(nèi)的有害RF信號(hào)必需不同地處理，這是因?yàn)椴豢赡茉跇O強(qiáng)的干擾源和意向RF數(shù)據(jù)包之間進(jìn)行區(qū)分。在這種情況下，冗余信息是緩減這個(gè)問題的唯一方法。今天有兩種傳送冗余信息的方法a） 時(shí)域冗余或 b） 時(shí)域和頻域冗余