在RF應用的背景下,調制是指兩個正弦信號的混合。 RF調制器是接收輸入信號并輸出調制信號的設備。調制器基本上有兩個輸入和一個輸出。一個輸入通常稱為“信息”輸入。另一個輸入是RF載波輸入。
輸出信號是兩個輸入信號的組合。例如,在DVD播放器中,調制器將信號轉換為可接受用于電視接收器的格式。另一方面,解調器采用調制信號并輸出信息信號和載波信號。載波信號不會被進一步使用。在系統中,調制器放置在發射器之前,而解調器放在接收器之后。
無論信號是語音還是數據,都可以使用各種調制技術,例如模擬調制(AM,FM)和數字調制(頻移鍵控或FSK,幅移鍵控或ASK,以及相移鍵控或PSK) 。
在幅度調制(AM或ASK)中,載波的幅度根據信息信號而變化。在頻率調制(FM或FSK)中,載波的頻率根據信息信號而變化。在相位調制(PM)中,載波的相位根據信息信號而變化。
ASK還可以與PSK結合使用,以創建混合系統,例如正交幅度調制(QAM),其中幅度和相位同時發生變化。
所有都有其優點和缺點。例如,ASK易于使用,但易受噪音影響。 FSK不易受噪聲影響,但(理論上至少)需要比ASK更大的帶寬/比特率。
同樣,PSK不易受噪聲影響,帶寬效率高,但需要頻率和相位同步,因此使接收器和發射器設計復雜化。
眾多選擇
調制器和解調器可用于軍事,無線和寬帶通信應用。這些器件的制造商包括Analog Devices,Hittite Microwave,Linear Technology,NJR,Skyworks Solutions,Texas Instruments,Freescale Semiconductor,NXP和ON Semiconductor。
分銷商和制造商試圖通過在其網站上提供參數搜索引擎來簡化設計人員選擇合適的調制器或解調器的任務。例如,在Digi-Key零件搜索引擎中鍵入調制解調器,設計人員可以通過以下方式過濾結果:
制造商
LO頻率(0 Hz至6 GHz)
RF頻率(0 Hz至6 GHz)
P1dB(-30 dBm,-22 dBm,3 dBm)
增益(-1.3 dB,-0.7 dB, - 0.5 dB,2 dB)
噪聲系數(4 dB,6.8 dB,9.9 dB)
電流源(11 mA,32 mA,。.. 370 mA)
電源(1.8至20 V)
封裝/外殼(14-DIP(0.300 in。,7.62 mm))
供應商設備包(14-DIP, 14-DMP)
包裝(切割膠帶,Digi-Reel?和卷帶)
以下是一些流行的調制器和解調器的示例,可以在Digi-Key網站。
ADI公司的ADL5375(圖1)是一款寬帶正交調制器,設計用于400 MHz至6 GHz的工作頻率。其出色的相位精度和幅度平衡能夠為通信系統提供高性能中頻或直接射頻調制。
該器件在此頻率范圍內的高動態范圍是直接上變頻發送器架構的關鍵屬性。它還將最高線性度與24 dBm輸出IP3,最高線性輸出功率(+ 10 dBm P1dB)和低161 dBm/Hz本底噪聲相結合。 ADL5375還提供-55 dBc的未調整邊帶抑制和-41 dBm的未調整載波饋通 - 無需在蜂窩無線電中最苛刻的應用中使用校準電路。
該器件允許用戶關閉發射器,進一步簡化了WiMAX和TDS-CDMA等時分應用中的小信號接收。
圖1:ADI公司400 MHz至6 GHz ADL5375發送正交調制器。
Hittite Microwave的HMC597LP4E SiGe寬帶直接轉換I/Q解調器(圖2)適用于高線性度通信接收器。該器件直接將RF信號轉換為帶寬高達600 MHz的I和Q基帶信號。該器件針對100至4,000 MHz的接收器進行了優化,適用于各種應用,包括蜂窩,RFID,測試設備和寬帶無線基礎設施。
圖2:Hittite的HMC597LP4E SiGe寬帶直接轉換I/Q解調器。
這款高度集成的器件具有片上RF巴倫。單個片外電容允許重新配置RF端口,在100至4,000 MHz頻段內工作,無需額外的片外組件。其他值得注意的規格包括+25 dBm IIP3和+60 dBm IIP2,1,900 MHz,本地振蕩器驅動電平為0 dBm。它還具有66 dB的LO至RF隔離,1,900 MHz時的噪聲系數為15 dB,5 V電源的電流消耗僅為200 mA。該器件非常適用于軟件無線電和其他多頻段接收器應用。
凌力爾特公司的一個流行部件是200至6,000 MHz LTC5588-1(圖3)正交調制器,具有超高OIP3(輸出三階截取)。該器件在2.14 GHz時提供30.9 dBm OIP3(無需校準)。它具有獨特的簡單校準功能,通過單引腳調整和直流輸入電壓進一步優化其OIP3,最高可達35.1 dBm。該線性度性能在6 MHz偏移時的噪聲基底為-160.6 dBm/Hz。這些性能特性使變送器能夠實現前所未有的動態范圍性能。
圖3:凌力爾特公司的正交調制器。
其他規格包括2.14 GHz時-56.6 dBc的圖像抑制和-39.6 dBm的載波泄漏,同時無需校準即可為其輸出提供5 dBm信號功率。
LTC5588-1的I和Q輸入偏置為0.5 VDC共模電壓,可與具有類似DC共模電壓的市售D/A轉換器直接兼容。 I和Q輸入支持大于400 MHz的信號帶寬。
采用緊湊的4 x 4 mm,24引腳QFN封裝,LTC5588-1采用3.3 V電源供電,工作電流為300 mA。該器件具有使能引腳,允許芯片完全斷電。在關斷模式下,芯片消耗的睡眠電流小于900μA。
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