ASK/OOK技术介绍,并采用RF功率检测器实现其接收方案

摘要:北京时间20200918关于【ASK/OOK技术介绍,并采用RF功率检测器实现其接收方案】的具体情况和说明,让www.0311map.com新闻频道以图文形式为您慢慢道来。

简单的 ASK/OOK,因其低成本特点而成为最直接的选择方案,特别是对电池寿命要求苛刻的电池供电系统。同样,它们也非常适合点对点有线设备的接入应用和无线红外链路。根据不同的应用,选用其它技术实现成本会提高 2 到 5 倍。必要时,在收发链路中增加双向质询应答机制,交换特殊的代码,仍可保证安全性。ASK 相对于 OOK 具有更高的抗噪声能力,成本低于 FSK,但其功耗高于 OOK。

ASK 应用

ASK 的接收前端通常由三部分组成:用于从宽带噪声频谱提取有用载频的输入带通滤波器、用于提取有用信息的包络检波器、用于获得二进制输出的比较器。比较器的触发门限由包络检波器本身产生,可以自适应调整接收信号的输出门限,并且可以随着通道距离和发射强度进行调整。

MAX9933 是实现这种接收前端的一个可行方案,RF 检波器可以读取 2MHz 到 1.6GHz,具有 45dB 动态范围的输入信号。特别是可以为 -58dBV 至 -13dBV (即 1.25mVRMS 至 223mVRMS)的信号提供成比例的对数电压输出。图 1 给出了 ASK 接收信号链路中的 MAX9933 RF 检波器。

图 1. MAX9933 RF 检波器在 ASK 接收链路中的应用电路

RF 信号通过外部交流耦合馈入 RFIN 引脚。由于 MAX9933 是一款峰值响应的 RF 检波器,本质上是一个简化的包络检波器,即使是对于微弱的毫伏级信号。其对数传输函数使得 RF 电压幅度与直流输出之间成对数(dB)比例关系,因此,MAX9933 对小信号特别敏感。MAX9933 允许 ASK 接收器很容易区分弱小的“1”、“0”信号。电容 CCLPF 决定器件输出的响应带宽,由所要求的输出数据速率决定。图 2 给出了当 MAX9933 作为包络检波器检测时的输出波形,MAX9030 比较器配合自适应参考电压产生数字输出。测试波形是 10MHz 载频,数据速率为 40kbps。CCLPF 滤波电容为 150pF,R-C 滤波器由 100kΩ电阻和 0.22µF 电容构成。

图 2. MAX9933 RF 检波器响应波形。RF 输入信号调制频率为 10MHz,数据速率为 40kbps。两个波形分别是输出响应(黄色)和输入信号(绿色),(a) -10dBm 和 -20dBm ASK 信号;(b) -40dBm OOK 信号。两个波形在 MAX9030 比较器输入端的信号分别在底部用粉色和绿色表示。

OOK 应用

MAX9930 RF 功率检测控制器设计用于功放(PA)自动增益控制(AGC)的反馈环路。然而,用于开环模式时(即没有 PA 提供从 OUT 到 RFIN 的反馈回路),可以很容易实现图 3 所示的 OOK 通信。REF 电压基准代表可以收到的“1”门限的最小值,从而提取 OOK 信息。

图 3. MAX9930 RF 检波控制器的 OOK 应用电路

RF 信号同样通过外部交流耦合电容进入器件的 RFIN 引脚。MAX9930 控制器前端是一个峰值检波器,内部检测 RF 信号的输入峰值。电压输出反馈到 SET 引脚作为比较器门限,非常适合 OOK 检测应用。电阻 RFB 和 RIN 提供比较器的滞回,以提高抗干扰能力,电阻 RFB 选择为 300kΩ,RIN 选择为 10kΩ。为了提高数据速率可以选择尽可能小的 CCLPF。图 4 给出了与图 2 测试中同样输入条件下的测试结果。

图 4. MAX9930 RF 检波控制器的响应波形。RF 输入信号调制频率为 10MHz,数据速率为 40kbps,OOK 信号为 -40dBm,REF 设置为 500mV。输出数据以黄色显示,输入 RF 信号以蓝色显示。

OOK 发送器

OOK 发送器的简单性是其它调制方案所不及的。仅需要将载波信号发送到功放和天线或线缆,即可实现发射“1”的目的,或不发射任何信号即代表发射“0”。MAX1472 VHF/UHF 发送器是一款非常好的应用选择,采用输入数字流调制基于晶体的 PLL 振荡器的输出,最后馈送到功放。接收系统可以是 OOK 接收机系统(固定门限)或 ASK 接收系统(自适应门限)。

结论

在当前的互联世界,电路之间需要多种模式的通信方式。ASK 和 OOK 提供了两个这样的协议,上述电路提供了可行的应用方案,与市场上的其它通信协议相比结构更简单。


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