高敏感度SAW濾波器在無線數(shù)據(jù)測量中的應(yīng)用

1、高敏感度saw濾波器在無線數(shù)據(jù)測量中的應(yīng)用一個高效、精致的建造物和能源管理系統(tǒng)應(yīng)包括對業(yè)主電力、煤氣和水舉行自動記錄的功能，這樣不僅可降低成本、控制出錯幾率，還可免去費時的人工現(xiàn)場抄表作業(yè)。先進抄表網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施(ami)系統(tǒng)用于記錄取戶數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)通過將數(shù)據(jù)傳送到公共事業(yè)部門的網(wǎng)絡(luò)中，再由能源管理系統(tǒng)對這些數(shù)據(jù)舉行分析。收發(fā)機的敏捷性和挑選性對于ami和網(wǎng)絡(luò)之間的牢靠無線電銜接至關(guān)重要。通常有兩種ami系統(tǒng)：容易的單傳系統(tǒng)和復(fù)雜的收發(fā)系統(tǒng)。傳送機發(fā)送帶有特地定時的數(shù)據(jù)，而收發(fā)機則惟獨在收到確認正確接收的單元所輪詢后才發(fā)送數(shù)據(jù)。saw的優(yōu)勢為保證牢靠的數(shù)據(jù)傳輸，采納了各式各樣的模塊化計劃。為此，

2、作為一項規(guī)章，在多信道應(yīng)用中，通常采納跳頻展頻(fhss)或挺直序列展頻(dsss)技術(shù)。比較而言，單信道應(yīng)用時，則采納振幅偏移鍵控法(ask)或頻率鍵控(fsk)技術(shù)。ami系統(tǒng)必需能夠處理這些調(diào)制程序。另外，在實際應(yīng)用中，還有來自其他無線的干擾，比如無線電話或業(yè)余無線電興趣者。因此無線射頻前端必需具有高敏感度，以及很強的抗干擾能力?，F(xiàn)有的ami系統(tǒng)用法saw濾波器來抑制產(chǎn)生于ic的諧波和干擾放射信號。同時，它還可以保證高挑選性。例如，在濾波器放置在天線后面或前面的ami收發(fā)機的接收區(qū)域時。與其它濾波計劃相比，saw濾波器具有一定的優(yōu)勢。例如，與lc濾波器相比較，即使是寬帶saw濾波器也具有

3、更高的挑選性、更低的插入損耗，因此其敏感度也更高(圖1)。saw濾波器的另一個優(yōu)點是具有更低的溫度系數(shù)。布局在ami系統(tǒng)中的作用對于lc和saw濾波器而言，高挑選性通常意味著高插入損耗和更低的敏感度。電路布局在ami系統(tǒng)中起了關(guān)鍵的作用，這一點可以通過四項計算得以解釋。在每個算式中，噪聲因數(shù)f或更頻繁的對數(shù)噪聲符號nf是衡量敏感度的參數(shù)。噪聲因數(shù)指的是信噪比，它解釋了與輸出時該比率有關(guān)的四極元件的輸入狀況。公式如下：f=fracs_in_is_on_o或nf=10log(f) (1)其中：si：輸出時的信號；so：輸入時的信號；ni：輸入時的噪聲；no：四極輸出時的噪聲。假如有兩個以上的四極元

4、件，可通過下列公式計算總噪聲系數(shù)f1-n：f_1-n=f_1+fracf_2-1g_1+fracf_3-1g_1g_2+fracf_n-1g_1g_2g_n-1 (2)其中：n：四極數(shù)目；fn：噪聲因數(shù)；gn：n個四極的增益因數(shù)。挺直安裝在天線后面的第一個四極起了關(guān)鍵的作用。原則上說，它的噪聲系數(shù)界定了總噪聲系數(shù)的范圍。為簡便起見，在相應(yīng)的開關(guān)布局舉例中，總噪聲系數(shù)的計算中忽視了傳送/接收(tx/rx)開關(guān)或平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器。在這些舉例中，saw濾波器的插入損耗il、增益g、lna以及接收機ic的噪聲系數(shù)nf和噪聲因數(shù)f均具有同樣的值。同時，假設(shè)saw濾波器的增益與其損耗相符，并假定它的噪聲

5、系數(shù)為其il的負值。全部四個例子的參數(shù)條件如下：l_saw=g_saw=?2.9dbg_saw()=0.513nf_saw=2.9dbf_saw=1.95g_lna=15dbg_lna(linear)=31.62nf_lna=1.5dbf_lna=1.41nf_rxic= 8db，nf_rxic(linear)= 6.31這四個例子各有優(yōu)缺點。在例4中，總噪聲系數(shù)是5.37 db， 因此它的配置是基于無線射頻ami系統(tǒng)的最佳解決計劃。它的特點是敏感度和挑選性更高，再加上因為與其次個saw濾波器對稱工作，共模抑制率得以充實。例1：saw濾波器-接收ic(見圖2)f_1-2=12.3=>nf

6、=10.9db接收機ic的噪聲系數(shù)對噪聲有很大的影響?？傇肼曄禂?shù)是10.9 db，接收機的敏感度大大降低。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是能夠阻擋saw頻段以外的干擾信號，依次防止接收機ic的內(nèi)部lna達到飽和。為了大幅度降低噪聲系數(shù)，在saw濾波器的前端必需設(shè)置一個高增益因數(shù)和低噪聲系數(shù)的階段。例2：lna - saw -接收ic(見圖3)f_1-3=1.77=>nf=2.48 db因為低噪聲系數(shù)lna挺直處于天線后面的第一階段，總噪聲系數(shù)nf大大降低。該配置的另一個優(yōu)點是saw濾波器同時具有平衡不平衡轉(zhuǎn)換器的功能。這使得共模抑制率(cmrr)和挑選性都得以提高。它的缺點是接收機更簡單受到強干擾，如移動

7、電話信號干擾。特殊是在ami系統(tǒng)通過移動電話將消費者數(shù)據(jù)傳送到輪詢基站時，劇烈的信號可以促使lna在傳輸過程中進入飽和狀態(tài)，并阻擋接收機識別網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中另一系統(tǒng)放射的數(shù)據(jù)。例3：saw -lna -接收ic(見圖4)f_1-3=3.08=>nf=4.88 db轉(zhuǎn)換到布局3，即在低噪聲系數(shù)與干擾信號環(huán)境下得以提高的挑選性之間達成某種妥協(xié)。將saw濾波器挺直配置在天線后面，可以庇護lna并削減其飽和的可能性。例4：saw -lna -saw -接收ic(見圖5)f_1-4=3.45=>nf=5.37 db圖5中所示接收機前端擴展版本工作時的噪聲系數(shù)為5.37 db。與例1 相比，此參數(shù)降幅很大。主要優(yōu)點：高敏感度和挑選性，同時充實共模抑制。其他因為ami系統(tǒng)通常是被安裝在惡劣的環(huán)境中，它不僅要具有高敏捷性和挑選性，其運行也要肯定牢靠。因此，它的全部元件必需結(jié)構(gòu)牢固，能反抗溫度和濕度的定期變幻，并具有防震功能。普通來說，協(xié)會(aec)公布的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)被認為最嚴(yán)格的。因此，該標(biāo)準(zhǔn)也適合于檢驗元件在惡