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一种简单易用的00K调制方案介绍幅移键控ASK是一种常用的调制技术,在众多低频RF数字通信系统中非常普及当需要发射“1”时,发射源发送较高的载波幅度;发射“0”时,采用最简单的方式发送出较低的载波幅度通-断键控00K调制是一种更简单的ASK方式,发射“0”时,无任何载波信号输出ASK和00K通信协议在近距离无线数据传输中应用非常广泛,如家庭自动化、工业网络、无线基站、遥控钥匙门禁RKE和胎压检测系统TPMS等00K非常适合电池供电的便携式设备,因为它在发射“0不发射时可以有效节省能量所涉及的载波频率因具体的应用而相差很大例如在某些基站的低频有线通信中约为2MHz例如AISG协议;有些工业、科学和医疗ISM频段的近距离无线通信则采用433MHz左右的载频目前,不同的无线通信技术已经在消费类产品中取得巨大进展,其中包括Bluetooth®、ZigBee®Wi-Fi®这些协议在设备之间提供了安全的通信方式,典o型工作在
2.4GHz ISM频段,综合采用频移键控FSK、相移键控PSK和幅移键控ASK或调幅等调制技术这些调制方式的安全措施有通道跳频和扩频模式等这些措施很难被窃听,在提高安全性的同时也提高了抗干扰能力所有这些方案在发射“1”和“0”时都会消耗能量,而且这些协议的复杂度较高,导致硬件实现成本高,特别是对于安全性和抗噪声能力没有特别要求的应用Wi-Fi主要定位于高数据速率、远距离通信,例如对简单控制和监控要求较高的场合ZigBee对于将来的现场传感器网络非常理想,Bluetooth则被广泛用于消费类音频产品和个人无线设备表1就Bluetooths ZigBee和ASK/00K的不同功能和特点进行了简单对比表加、和性能对比
1.B etoothZigBee ASK/OOKFeatures BluetoothZigBee ASK/OOK GeneralISM
2.4GHz315MHz to
2.4GHzFrequency
2.4GHzBattery LifeLow HighHighSpeed800kbps200kbps2MbpsRelative CostMediumWWW MWRFNF7Industry StandardsYes YesNo vww.MWHr.iNt i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00K具有更高的抗噪声能力,成本低于FSK,但其功耗高于00K应用ASKASK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l.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MAX9933RF检波器图L MAX9933RF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40kbpsCCLPF滤波电容为150pF,R-C滤波器由100k电阻和
0.22即电容构成图
2.MAX9933RF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)TOdBni和-20dBm ASK信号;(b)-40dBm00K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应用00KMAX9930RF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00K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00K信息图
3.MAX9930RF检波控制器的00K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00K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300kQ,RIN选择为10k Q为了提高数据速率可以选择尽可能小的CCLPFo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.MAX9930RF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,00K信号为-40dBm,REF设置为500mV输出数据以黄色显示,输入RF信号以蓝色显示发送器OOK00K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”MAX1472VHF/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__Bluetooth是Bluetooth SIG,Inc,的字标,徽标是Bluetooth SIG,Inc.拥有的注册商标Maxim已得到授权使用这些标志Wi-Fi是无线以太网兼容性联盟的注册认证标志ZigBee是ZigBee联盟的注册商标和注册服务标志。