二进制相移键控(BPSK)也称为双相调制,是一种简略的,盛行的数字调制计划。符号星座尽或许相距很远,这对弱信号作业来说是可取的。BPSK因其相对简略的扩频才能而受欢迎。因而,BPSK能够运用于弱信号通讯,扩频,测距和雷达体系[1]。
LTC5548基本上是一个具有直流耦合IF端口的无源双平衡混频器。作为BPSK调制器(图1),混频器不供给频率转化,因而调制器频率规模限于LO和RF端口均可处理的频率规模。图2显现了BPSK调制器的测验设置。具有差分输出的实验室级矢量信号发生器将生成基带波形。
图1.用作BPSK调制器的射频混频器电阻R1和R2构成的每个中频输入为50Ω,适合用现代实验室测验设备驱动。
图2. BPSK调制器的测验设置
调制器IF输入信号
LTC5548直流耦合IF输入的基带驱动电平应契合以下原则:
驱动器应一直为差分(平衡),选用0.0V共模。
每个IF引脚的典型驱动电平能够是±0.1V接连(0.2V p-p)。
每个IF引脚的驱动电平在信号峰值(0.4V p-p)上不该超越±0.2V。
每个IF引脚的驱动电平不得超越±0.3V肯定最大额定值。并且,这样大的输入信号一般在RF输出处发生不行承受的高频谱再生。
关于大多数运用,需求低LO走漏,这意味着IF输入引脚上的直流失调电压应挨近零伏特。一般,LO走漏处于不能用DC偏移调整彻底消除的相位。因而,运用直流偏置调整能够削减LO走漏,但不能消除LO走漏。
图3显现了组成差分IF输入信号的IF +和IF-引脚电压。测验电路如图1所示。请注意,信号是差分信号,以大约零伏为中心,契合上面列出的驱动电平规范。
图3.典型的调制器驱动波形,在IF +和IF-输入引脚处测得。符号率=数据率= 5Mbps。
经过空中辐射BPSK信号的运用往往获益于基带信号源的数字滤波。在其他运用中,调制的信号带宽或许不是问题,需求很少的基带滤波。图4说明晰调制器的输出频谱,有和没有基带滤波。
图4.运用5Mbps PN9数据驱动时的调制器输出。数字输入滤波供给的脉冲整形在下降输出带宽方面十分有用。这儿,数字滤波器的挑选是根升余弦呼应,α= 0.35。盯梢均匀屏蔽了数字滤波信号的4.0dB峰均比。
例1:2.4GHz BPSK调制器
矢量信号分析仪(VSA)丈量LTC5548的BPSK调制精度。调制器原理图如图1所示,每个差分输入引脚信号的驱动如图3所示。测验设置如图2所示。EVM丈量值优于0.5%rms,这关于BPSK通讯体系来说是令人满意的。
图5. 2.4GHz下的BPSK调制精度VSA丈量滤波器是根升余弦呼应,α= 0.35。输出功率丈量值-2.6dBm。
例2:8.6GHz BPSK调制器
在8.6GHz测验的同一电路中,咱们看到输出功率下降,LO走漏添加。添加的相位差错可归因于较高频率处LO的相位噪声添加以及较高频率处VSA的较高剩余相位噪声。关于BPSK,EVM的全体调制精度= 0.6%依然能够承受。
图6. 8.6GHz时的调制精度输出功率丈量值为-5.8dBm。
例3:运用内部TImes;2 LO乘法器的12 GHz BPSK调制器
在这个测验中,咱们将LO频率提高到12 GHz,源自内部LTC5548 LO倍频器。以这种方法,测验还包含LO倍频器或许奉献的任何剩余相位噪声差错。外部LO驱动器为6GHz,X2(引脚8)绑定为高电平。
与较低的频率比较,VSA仅显现细微的,逐步的功能下降。EVM优于0.8%,可用于BPSK运用。
图7.运用内部LOTImes;2乘法器的12GHz调制精度。输出功率在12GHz时丈量为-9 dBm。
定论
EVM丈量结果表明,跟着LO频率的添加,EVM和LO走漏(IQ偏移)细微下降,但BPSK运用的功能依然能够承受。
在以上三个比如中,符号率= 5Msps。假如作业在更高的LO频率和更宽的带宽(更快的符号速率),EVM将因为调制器RF端口的高频滚降而添加。关于这些高符号率(或高码片率)的运用,规划人员应该进行自己的丈量,以承认调制精度依然能够承受。
[1]例如,CDMA,GPS,WiMAX,WLAN和ZigBee等等。