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使用對(duì)數(shù)放大器提高寬動(dòng)態(tài)范圍射頻和光鏈路的靈敏度和性能

1774288 2022-11-25 | pdf | 423.53KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

RF 和一些光學(xué)數(shù)據(jù)鏈路中接收到的信號(hào)可能跨越 100 dB 或更大的寬動(dòng)態(tài)范圍。由于不斷變化的信道條件、天線位置和其他因素，它們的信號(hào)強(qiáng)度通常會(huì)連續(xù)且不受控制地變化。接收通道設(shè)計(jì)人員面臨的挑戰(zhàn)是縮放這種范圍廣泛的信號(hào)，以便最大限度地提高前端對(duì)低電平信號(hào)的靈敏度，同時(shí)又不會(huì)使系統(tǒng)在更高幅度的信號(hào)上過載。縮放的結(jié)果是改進(jìn)的信噪比、增強(qiáng)的信道靈敏度和更好的SNR性能。RF 和一些光學(xué)數(shù)據(jù)鏈路中接收到的信號(hào)可能跨越 100 dB 或更大的寬動(dòng)態(tài)范圍。由于不斷變化的信道條件、天線位置和其他因素，它們的信號(hào)強(qiáng)度通常會(huì)連續(xù)且不受控制地變化。接收通道設(shè)計(jì)人員面臨的挑戰(zhàn)是縮放這種范圍廣泛的信號(hào)，以便最大限度地提高前端對(duì)低電平信號(hào)的靈敏度，同時(shí)又不會(huì)使系統(tǒng)在更高幅度的信號(hào)上過載。縮放的結(jié)果是改進(jìn)的信噪比、增強(qiáng)的信道靈敏度和更好的SNR性能。傳統(tǒng)的線性放大器，無論其其他功能如何，都無法處理如此廣泛的信號(hào)。所需要的是一個(gè)放大器，它可以實(shí)時(shí)連續(xù)測(cè)量輸入的寬范圍信號(hào)電平，以便系統(tǒng)可以使用該強(qiáng)度指示來控制通道的增益參數(shù)。傳統(tǒng)的線性放大器，無論其其他功能如何，都無法處理如此廣泛的信號(hào)。所需要的是一個(gè)放大器，它可以實(shí)時(shí)連續(xù)測(cè)量輸入的寬范圍信號(hào)電平，以便系統(tǒng)可以使用該強(qiáng)度指示來控制通道的增益參數(shù)。該解決方案以專用的全模擬對(duì)數(shù)放大器（log amp）的形式出現(xiàn)。該設(shè)備產(chǎn)生的輸出電壓與輸入信號(hào)振幅的對(duì)數(shù) (log) 成正比。對(duì)數(shù)放大器可以處理動(dòng)態(tài)范圍為 50 至 100 dB 或更高、頻率可達(dá)數(shù)百兆赫 (MHz) 甚至千兆赫 (GHz) 的信號(hào)。該解決方案以專用的全模擬對(duì)數(shù)放大器（log amp）的形式出現(xiàn)。該設(shè)備產(chǎn)生的輸出電壓與輸入信號(hào)振幅的對(duì)數(shù) (log) 成正比。對(duì)數(shù)放大器可以處理動(dòng)態(tài)范圍為 50 至 100 dB 或更高、頻率可達(dá)數(shù)百兆赫 (MHz) 甚至千兆赫 (GHz) 的信號(hào)。由于輸出是輸入值的對(duì)數(shù)，因此該輸出可以跨越幾十年的輸入范圍振幅。回想一下，60 dB 對(duì)應(yīng)于 1000:1 的電壓比或三個(gè)數(shù)量級(jí)，而 100 dB 對(duì)應(yīng)于 100,000:1 的電壓比或五個(gè)數(shù)量級(jí)。由于輸出是輸入值的對(duì)數(shù)，因此該輸出可以跨越幾十年的輸入范圍振幅。回想一下，60 dB 對(duì)應(yīng)于 1000:1 的電壓比或三個(gè)數(shù)量級(jí)，而 100 dB 對(duì)應(yīng)于 100,000:1 的電壓比或五個(gè)數(shù)量級(jí)。本專題將介紹對(duì)數(shù)放大器的應(yīng)用和特點(diǎn)，指出關(guān)鍵參數(shù)，建議如何選擇對(duì)數(shù)放大器，并提供對(duì)數(shù)放大器示例及其典型應(yīng)用。本專題將介紹對(duì)數(shù)放大器的應(yīng)用和特點(diǎn)，指出關(guān)鍵參數(shù)，建議如何選擇對(duì)數(shù)放大器，并提供對(duì)數(shù)放大器示例及其典型應(yīng)用。應(yīng)用包括接收、發(fā)送路徑應(yīng)用包括接收、發(fā)送路徑對(duì)數(shù)放大器可用于解決多種多樣的射頻和光纖通道問題。讓我們討論三個(gè)：蜂窩基站、雷達(dá)和聲納以及功率放大器。對(duì)數(shù)放大器可用于解決多種多樣的射頻和光纖通道問題。讓我們討論三個(gè)：蜂窩基站、雷達(dá)和聲納以及功率放大器。1：由于運(yùn)動(dòng)和方向、干擾、屏蔽和手機(jī)用戶無法控制的其他因素，蜂窩基站接收器必須適應(yīng)來自距離不同、范圍廣泛且不斷變化的手機(jī)的信號(hào). 同樣，由于傳播條件和信號(hào)路徑環(huán)境的其他不可控問題，服務(wù)于普通地面服務(wù)和奇特航天器的遠(yuǎn)程無線電接收器必須接受信號(hào)強(qiáng)度不斷變化的信號(hào)。1：由于運(yùn)動(dòng)和方向、干擾、屏蔽和手機(jī)用戶無法控制的其他因素，蜂窩基站接收器必須適應(yīng)來自距離不同、范圍廣泛且不斷變化的手機(jī)的信號(hào). 同樣，由于傳播條件和信號(hào)路徑環(huán)境的其他不可控問題，服務(wù)于普通地面服務(wù)和奇特航天器的遠(yuǎn)程無線電接收器必須接受信號(hào)強(qiáng)度不斷變化的信號(hào)。為了動(dòng)態(tài)調(diào)整接收器前端增益，對(duì)數(shù)放大器用于提供類似于“包絡(luò)檢測(cè)器”的接收信號(hào)強(qiáng)度指示器 (RSSI)（圖 1）。反過來，該指示信號(hào)對(duì)于保持信號(hào)鏈增益的最佳控制至關(guān)重要，盡管條件變化很大。這樣做允許后續(xù)的解調(diào)電路在嚴(yán)格限定的、定義明確的信號(hào)幅度上運(yùn)行。這最大限度地提高了解調(diào)器在精度、線性度和誤碼率 (BER)（對(duì)于數(shù)字信號(hào)）方面的性能。為了動(dòng)態(tài)調(diào)整接收器前端增益，對(duì)數(shù)放大器用于提供類似于“包絡(luò)檢測(cè)器”的接收信號(hào)強(qiáng)度指示器 (RSSI)（圖 1）。反過來，該指示信號(hào)對(duì)于保持信號(hào)鏈增益的最佳控制至關(guān)重要，盡管條件變化很大。這樣做允許后續(xù)的解調(diào)電路在嚴(yán)格限定的、定義明確的信號(hào)幅度上運(yùn)行。這最大限度地提高了解調(diào)器在精度、線性度和誤碼率 (BER)（對(duì)于數(shù)字信號(hào)）方面的性能。