Bei der Entwicklung eines drahtlosen Senders spielt die Messung und Steuerung der HF-Leistung eine wichtige Rolle. Hochleistungs-HF-Verstärker (PA) arbeiten selten im Open-Loop-Modus, dh die an den Antennenanschluss gesendete Leistung wird in keiner Weise überwacht. Vorschriften wie Sendeleistung, Robustheit des Netzwerks und Koexistenz mit anderen drahtlosen Netzwerken erfordern jedoch eine strikte Kontrolle der Sendeleistung. Zusätzlich zu diesen externen Anforderungen kann eine präzise HF-Leistungssteuerung die Frequenzleistung verbessern und die Kosten und den Stromverbrauch von Sendeleistungsverstärkern einsparen. Um die Sendeleistung anzupassen, muss möglicherweise werkseitig eine Kalibrierung der Ausgangsleistung des Leistungsverstärkers durchgeführt werden. Aufgrund der unterschiedlichen Komplexität und Effektivität variiert der Kalibrierungsalgorithmus stark. In diesem Anwendungshinweis wird beschrieben, wie ein typisches HF-Leistungssteuerungsschema implementiert wird, und die Effektivität und Effizienz verschiedener werkseitiger Kalibrierungsalgorithmen verglichen.
Typischer Funksender mit integrierter Leistungsregelung
Wie in Abbildung 1 dargestellt, ist dies ein typisches Blockdiagramm für drahtlose Sender, das Funktionen zur Messung und Steuerung der Sendeleistung integriert. Durch Verwendung eines Richtkopplers wird ein kleiner Teil des Signals des PA zum HF-Detektor zurückgeführt. In diesem Fall befindet sich der Ort des Kopplers im Allgemeinen in der Nähe der Antenne hinter dem Duplexer und dem Isolator, sodass der mit diesen Geräten verbundene Leistungsverlust während des Kalibrierungsprozesses berücksichtigt werden muss. Der typische Wert des Kopplungskoeffizienten des Richtungskopplers beträgt 20 dB ~ 30 dB, sodass das Rückkopplungssignal des Kopplers 20 dB ~ 30 dB niedriger ist als das an den Antennenanschluss gesendete Signal. Das Koppeln der Signalleistung auf diese Weise führt zu einem Leistungsverlust im Sendepfad, der normalerweise einige Zehntel Dezibel beträgt. In drahtlosen Infrastrukturanwendungen beträgt der typische Bereich der maximalen Sendeleistung 30 dBm ~ 50 dBm (1 W ~ 100 W). Für HF-Detektoren, die Sendeleistung messen, ist das Signal des Richtkopplers immer noch zu stark. Daher ist eine zusätzliche Signaldämpfung zwischen dem Koppler und dem HF-Detektor erforderlich. Der Leistungserkennungsbereich moderner HF-Detektoren mit Effektivwert- und Nicht-Effektivwert-Antwort beträgt etwa 30 dB bis 100 dB, und der Ausgang ist relativ zu Temperatur- und Frequenzänderungen stabil. In den meisten Anwendungen wird der Ausgang des Detektors über einen Analog-Digital-Wandler (ADC) in eine digitale Größe umgewandelt, und der vom ADC erhaltene Code wird unter Verwendung des in der gespeicherten Kalibrierungskoeffizienten in einen Messwert der Sendeleistung umgewandelt nichtflüchtiger Speicher (EEPROM). Vergleichen Sie diesen Leistungswert mit dem Sollleistungspegel. Wenn zwischen der Sollwertleistung und der gemessenen Leistung ein Unterschied besteht, sollte eine Leistungsanpassung vorgenommen werden. Diese Leistungsanpassung kann an einem von mehreren Punkten in der Signalkette durchgeführt werden. B. Einstellen der Amplitude der Basisbanddaten, Einstellen des Verstärkers mit variabler Verstärkung (auf der ZF- oder HF-Seite) oder Ändern der Verstärkung des PA. Auf diese Weise stellt sich der Verstärkungsregelkreis selbst ein und hält die Sendeleistung im erforderlichen Bereich. Es ist wichtig darauf hinzuweisen, dass die Übertragungsfunktionen der Verstärkungsregelung von VVA und PA häufig nicht linear sind. Daher ist die tatsächliche Verstärkungsänderung, die durch eine gegebene Verstärkungseinstellung erhalten wird, ungewiss, so dass ein Regelkreis benötigt wird, der Informationen über die Ausführung der Anpassungsrückkopplungsinformationen und die Führungsinformationen für den nachfolgenden wiederholten Betriebsprozess liefern kann.
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