ADF7030-1接收器降敏避免算法

星星科技指导员 2023-02-23 486

星星科技指导员

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描述

Edwin Umali and Niall Kearney

由于时钟源与敏感的模拟和RF电路之间的有限隔离，集成片上系统（SoC）收发器总是表现出杂散现象。当收发器在特定通道上的接收模式下工作时，这些杂散现象可能会导致灵敏度下降（降敏）。解决降敏问题的传统方法是通过将这些降级的频道从频道计划中列入黑名单来避免这些降级的频道。但是，减少信道数量可能会降低网络容量，并且在跳频应用中，可能会降低网络避免干扰的能力。

本应用笔记介绍了ADF7030-1的简单软件算法，该算法可针对某些杂散现象引起的降敏问题进行鲁棒性缓解。该软件算法避免了将信道列入黑名单的需要，因此允许更多地使用允许的频谱。

ADF7030-1

如果ADF7030-1接收器必须在902 MHz至928 MHz、863 MHz至876 MHz或450 MHz至470 MHz等宽频带的信道化系统中工作，则少数特定频率会因杂散现象而出现降敏。

通常，灵敏度下降的原因归因于以下杂散现象：

时钟源的原始谐波落在接收器的带宽内。

内部时钟的谐波与本振（LO）的高次谐波混合，落在基带接收器的带宽内。

软件算法要求主机在使用其中一个出现降敏问题的信道频率之前修改某些接收器设置。修改后的接收器设置利用多个片内特性将干扰源移出接收器带宽，从而使ADF7030-1接收器在该通道上达到全部灵敏度电位。

寄存器设置

PROFILE_RADIO_DIG_RX_CFG寄存器和PROFILE_RADIO_AFC_CFG2寄存器包含接收器设置，这些设置必须作为在主机处理器上运行的软件算法的一部分进行修改。表1和表2描述了每个寄存器中的位字段。软件算法使用这些位字段。

接收器配置寄存器

地址： 0x20000300， 重置： 0x00000000， 名称： PROFILE_RADIO_DIG_RX_CFG

 

位 位名 描述 重置 访问
[31:30] DEMOD_SCALING 由ADF7030-1设计中心生成或由ADI公司提供。 0x0 R/W
[29:27] 保留 设置为 0。 0x0 R/W
26 转化 0：使用点积配置解调。
1：使用交叉积配置解调。		 0x0 R/W
[25:22] ADC_ANALOG_CLK_DIVIDE Σ-Δ模数转换器（ADC）时钟相对于主时钟速率的分频比。 0x0 R/W
[21:18] DECIMATE_8XIF_CLK_DIVIDE DECIMATE_8XIF_CLK相对于主时钟的分频比。 0x0 R/W
17 LOW_SIDE 选择高边或低边注射。
0：高边注射。
1：低边注射。		 0x0 R/W
[16:13] DEMOD_CORE_CLK_DIVIDE 解调内核时钟相对于主时钟的分频比。 0x0 R/W
12 DEMOD_PRODUCT_SEL 点/交叉乘积选择。 0x0 R/W
[11:8] DEMOD_POST_DEMOD_FILTER_BW 由ADF7030-1设计中心生成或由ADI公司提供。 0x0 R/W
[7:0] DEMOD_DISC_BW 接收器鉴别器带宽。 0x0 R/W

 

自动频率控制 （AFC） 配置寄存器 2

地址： 0x20000320， 重置： 0x00000003， 名称： PROFILE_RADIO_AFC_CFG2

 

位 位名 描述 重置 访问
[31:30] 保留 保留。 0x0 R
29 AFC_PRODUCT_SEL 由ADF7030-1设计中心生成或由ADI公司提供。 0x0 R/W
28 AFC_INVERT 亚足联反转。 0x0 R/W
[27:22] AFC_BW AFC 测量带宽 （BW）。 0x0 R/W
[21:19] AFC_SAMPLE_RATE 由ADF7030-1设计中心生成或由ADI公司提供。 0x0 R/W
[18:3] AFC_INITIAL_CONDITION 由ADF7030-1设计中心生成或由ADI公司提供。 0x0 R/W
[2:0] AFC_MODE 由ADF7030-1设计中心生成或由ADI公司提供。 0x3 R/W

 

FCC 第 15 部分频段的降敏频率 - 902 MHz 至 928 MHz

使用案例

表3描述了本应用笔记中探讨的七个用例。接收器和降敏带宽也包括在内。降敏带宽设置为接收器带宽的 1.5 倍。

 

用例 数据速率（千字节） 频率偏差（千赫） 最大频率误差 （ppm） 中频 （千赫） 接收器带宽（千赫） 降敏带宽 （kHz）
UC10 10 5.0 10 81.25 20.0 30.0
UC12p5 12.5 50.0 10 180.55 135.42 203.13
UC25 25 6.3 10 103.17 77.38 116.07
UC50 50 25.0 10 135.42 101.57 152.35
UC100 100 25.0 13 180.55 135.42 203.13
UC150 150 37.5 25 270.83 203.12 304.68
UC300 300 75.0 10 406.25 395.00 592.50

 

分类

表4至表10描述了902 MHz至928 MHz频段内七个用例的信道频率，这些用例通常由于杂散现象而表现出接收器降敏。每个频率都经过分类，并在软件算法中使用这种分类。

 

频率（兆赫） 接收器灵敏度下降的原因 能够解决问题的软件算法 软件算法分类
903.5 模数转换器时钟谐波 是的 ADC_DESENSE_CHAN
910.0 26 MHz 晶体 （XTAL） 的谐波 不 不適用
916.5 模数转换器时钟谐波 是的 ADC_DESENSE_CHAN
923.0 模数转换器时钟谐波 是的 ADC_DESENSE_CHAN
频率（兆赫） 接收器灵敏度下降的原因 能够解决问题的软件算法 软件算法分类
903.5 模数转换器时钟谐波 是的 ADC_DESENSE_CHAN
905.9 时钟和LO谐波的混合 是的 CLOCK_LO_HARM_DESENSE_CHAN
910.0 26 MHz XTAL 的谐波 不 不適用
912.4 时钟和LO谐波的混合 是的 CLOCK_LO_HARM_DESENSE_CHAN
916.5 模数转换器时钟谐波 是的 ADC_DESENSE_CHAN
918.9 时钟和LO谐波的混合 是的 CLOCK_LO_HARM_DESENSE_CHAN
923.0 ADC 时钟谐波和解调器时钟谐波 是的 ADC_DESENSE_CHAN和DEMOD_DESENSE_CHAN
频率（兆赫） 接收器灵敏度下降的原因 能够解决问题的软件算法 软件算法分类
903.5 模数转换器时钟谐波 是的 ADC_DESENSE_CHAN
905.8 时钟和LO谐波的混合 是的 CLOCK_LO_HARM_DESENSE_CHAN
910.0 26 MHz XTAL 的谐波 不 不適用
912.3 时钟和LO谐波的混合 是的 CLOCK_LO_HARM_DESENSE_CHAN
916.5 模数转换器时钟谐波 是的 ADC_DESENSE_CHAN
918.8 时钟和LO谐波的混合 是的 CLOCK_LO_HARM_DESENSE_CHAN
923.0 ADC 时钟谐波和解调器时钟谐波 是的 ADC_DESENSE_CHAN和DEMOD_DESENSE_CHAN
925.3 时钟和LO谐波的混合 是的 CLOCK_LO_HARM_DESENSE_CHAN
频率（兆赫） 接收器灵敏度下降的原因 能够解决问题的软件算法 软件算法分类
903.5 模数转换器时钟谐波 是的 ADC_DESENSE_CHAN
910.0 26 MHz XTAL 的谐波 不 不適用
914.5 时钟和LO谐波的混合 是的 CLOCK_LO_HARM_DESENSE_CHAN
916.5 模数转换器时钟谐波 是的 ADC_DESENSE_CHAN
923.0 ADC 时钟谐波和解调器时钟谐波 是的 ADC_DESENSE_CHAN和DEMOD_DESENSE_CHAN
927.5 时钟和LO谐波的混合 是的 CLOCK_LO_HARM_DESENSE_CHAN
频率（兆赫） 接收器灵敏度下降的原因 能够解决问题的软件算法 软件算法分类
903.5 模数转换器时钟谐波 是的 ADC_DESENSE_CHAN
905.9 时钟和LO谐波的混合 是的 CLOCK_LO_HARM_DESENSE_CHAN
910.0 26 MHz XTAL 的谐波 不 不適用
916.5 模数转换器时钟谐波 是的 ADC_DESENSE_CHAN
918.9 时钟和LO谐波的混合 是的 CLOCK_LO_HARM_DESENSE_CHAN
923.0 ADC 时钟谐波和解调器时钟谐波 是的 ADC_DESENSE_CHAN和DEMOD_DESENSE_CHAN
927.6 时钟和LO谐波的混合 是的 CLOCK_LO_HARM_DESENSE_CHAN
频率（兆赫） 接收器灵敏度下降的原因 能够解决问题的软件算法 软件算法分类
903.5 模数转换器时钟谐波 是的 ADC_DESENSE_CHAN
906.0 时钟和LO谐波的混合 是的 CLOCK_LO_HARM_DESENSE_CHAN
910.0 26 MHz XTAL 的谐波 不 不適用
916.5 模数转换器时钟谐波 是的 ADC_DESENSE_CHAN
923.0 ADC 时钟谐波和解调器时钟谐波 是的 ADC_DESENSE_CHAN和DEMOD_DESENSE_CHAN
927.7 时钟和LO谐波的混合 是的 CLOCK_LO_HARM_DESENSE_CHAN
频率（兆赫） 接收器灵敏度下降的原因 能够解决问题的软件算法 软件算法分类
903.5 模数转换器时钟谐波 是的 ADC_DESENSE_CHAN
903.7 时钟和LO谐波的混合 是的 CLOCK_LO_HARM_DESENSE_CHAN
910.0 26 MHz XTAL 的谐波 不 不適用
910.5 时钟和LO谐波的混合 是的 CLOCK_LO_HARM_DESENSE_CHAN
916.5 模数转换器时钟谐波 是的 ADC_DESENSE_CHAN
923.0 ADC 时钟谐波和解调器时钟谐波 是的 ADC_DESENSE_CHAN和DEMOD_DESENSE_CHAN
923.5 时钟和LO谐波的混合 是的 CLOCK_LO_HARM_DESENSE_CHAN
927.9 时钟和LO谐波的混合 是的 CLOCK_LO_HARM_DESENSE_CHAN

 

主机软件算法

参考表4至表10，以下伪C代码从概念上说明了主机如何根据所需通道频率改变ADF7030-1无线电配置文件，以避免降敏。在发出 CMD_PHY_RX 命令之前，PHY_ON进行这些无线电配置文件设置修改。修改这些设置后，无需发出CMD_CFG_DEV。

soc

soc

soc

soc

soc

发射器/接收器组合匹配的结果

用于此测试的评估板具有次优的RF匹配。因此，基线接收灵敏度并不代表可实现的最佳性能。

soc

图1.未应用算法（蓝色）和应用算法（红色）的接收器灵敏度（以 5% 数据包错误率 （PER）测量）;数据速率 = 10 kbps，调制 = GFSK，频率偏差 = 5 kHz，发射器/接收器组合匹配

soc

图2.未应用算法（蓝色）和应用算法（红色）的接收器灵敏度（在 5% PER 下测量）;数据速率 = 12.5 kbps，调制 = GFSK，频率偏差 = 50 kHz，发射器/接收器组合匹配

soc

图3.未应用算法（蓝色）和应用算法（红色）的接收器灵敏度（在 5% PER 下测量）;数据速率 = 25 kbps，调制 = GFSK，频率偏差 = 6.25 kHz，发射器/接收器组合匹配

soc

图4.未应用算法（蓝色）和应用算法（红色）的接收器灵敏度（在 5% PER 下测量）;数据速率 = 50 kbps，调制 = GFSK，频率偏差 = 25 kHz，发射器/接收器组合匹配

soc

图5.未应用算法（蓝色）和应用算法（红色）的接收器灵敏度（在 5% PER 下测量）;数据速率 = 100 kbps，调制 = GFSK，频率偏差 = 25 kHz，发射器/接收器组合匹配

soc

图6.未应用算法（蓝色）和应用算法（红色）的接收器灵敏度（在 5% PER 下测量）;数据速率 = 150 kbps，调制 = GFSK，频率偏差 = 37.5 kHz，发射器/接收器组合匹配

soc

图7.未应用算法（蓝色）和应用算法（红色）的接收器灵敏度（在 5% PER 下测量）;数据速率 = 300 kbps，调制 = GFSK，频率偏差 = 75 kHz，发射器/接收器组合匹配

审核编辑：郭婷

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