ISM变送器具有恒定的变送器功率，可改变电源电压

在电池供电的射频发射器中，例如车库门开启器和汽车的遥控无钥匙进入，随着电池耗尽，发射功率通常会下降。本应用笔记演示了将高效升压或升压转换器与ISM发送器相结合，可在电池电压范围内保持发射功率恒定（变化小于0.5dB）。性能数据将表明，恒定发射功率的电池寿命是发射器的2倍，发射器的功率随着电池电压的下降而下降。电压转换器产生的交流电压纹波不会降低幅度转换键控（ASK）数据链路的质量，也不会违反美国和欧洲有关短程无线电链路的无线电发射标准。

介绍

短程发射器用于未经许可的ISM频段的许多应用，例如欧洲的433.05MHz至434.79MHz，美国的260MHz至470MHz以及亚洲部分地区的类似频率范围。这些应用中的大多数都需要使用电池供电的小型变送器（例如，汽车钥匙扣、车库门和开门器、安全报警传感器）。

当电池电量耗尽时，其电压会降低，这反过来又会降低大多数廉价、低电流消耗变送器的辐射功率。辐射功率的损耗是由于许多短程发送器（如Maxim MAX1472）使用开关放大器以获得最佳效率（参见Maxim应用笔记3589：“高效率低成本ISM频段发送器的功率放大器理论”），开关放大器的发射功率大致随电源电压的平方而减小。这意味着由电池供电的发射器在其使用寿命内电压从3V降至1.8V，其发射功率将降低到其起始功率的35%左右。实际上，传输功率损耗在4dB到5dB之间。

本应用笔记表明，将高效升压转换器（MAX1947）与ISM发送器（MAX1472）组合使用，可在电池电压范围内保持发射功率恒定（变化小于0.5dB）。这种配置还会将电池寿命缩短不超过 15%。文章还表明，电压转换器产生的交流电压纹波不会降低幅度移键控（ASK）数据链路的质量，也不会违反美国和欧洲关于短程无线电链路的无线电发射标准。

调查

这项调查的目的是：

确定向变送器添加电压转换器是否能在典型的电池电压范围内保持恒定的变送器功率。

确定电压转换器对变送器系统整体效率的影响。

显示恒定发射机功率和电池寿命之间的权衡。

测量电压转换器交流纹波对无线电链路质量的影响。

变送器和电压转换器的评估（EV）套件用于测量变送器恒定功率和高效率的实现程度。使用的发送器是MAX1472，工作在300MHz至450MHz频率范围。其电源电压范围为2.1V至3.6V，通常传输10mW或+10dBm，同时从2.7V电源吸收约10mA直流电流。用于这些测试的特定频率为433.92MHz，这在欧洲和美国都是允许的。使用的电压转换器是MAX1947，升压DC-DC转换器，输入（电池）电压范围为0.7V至3.6V。该转换器使用外部电感器和具有内部开关的电容器对电感器充电，然后将能量传输到电容器和负载电阻。MAX1947具有工厂选择的1.8V、2.5V、3.0V和3.3V输出电压。MAX1947ETA33（3.3V输出）用于这些测量。对于高于输出电压的输入电压，MAX1947自动通过，无效。

MAX1472EVKIT经过修改，改变天线匹配网络中的无源元件，在3.3V电源下产生+10dBm的发送功率。MAX1947评估板只需进行一次简单的修改：将1.8V输出IC作为评估板的标准值替换为3.3V输出IC。连接评估板，MAX1947的输入电压（代表电池电压）来自实验室电源，电流表串联。除电压和电流测量外，还使用示波器、功率计和频谱分析仪收集数据。

除上述组合评估板外，另外两款Maxim发送器评估板用作性能基准：MAX1472“标准”评估板，采用2.7V电源时产生+10dBm的发送器功率;MAX7060EVKIT为频率和功率可调的发送器，发送器功率为SPI可编程。

在第一组测试中，对四种不同的变送器配置进行了电压、电流和变送器功率测量。绘制了功率和电源电流与电压的关系图，进行了效率计算，并计算了对电池寿命的估计影响。

在第二组测试中，MAX1947输出电源上的纹波电压记录在示波器上，MAX1472发送器从MAX1947获取电源。

在第三组测试中，记录MAX1472发送的RF信号频谱，用于输入（电池）电压的预期工作范围。利用MAX7033EVKIT接收器建立ASK无线电链路，以确定电压转换器纹波对链路性能的影响。

结果摘要

发射机功率与电池电压的关系

比较了四种功率放大器（PA）配置，以最少的电源电流消耗保持稳定的发射器功率输出的能力。由于电源电流随电池放电时的电池电压而变化，因此通过计算典型电池（或一组电池）在100%占空比电流消耗下的使用寿命来比较配置的电流消耗。

基线配置：MAX1472匹配+10dBm Tx功率，2.7V。

该配置未进行测量，因为它是MAX1472EVKIT的标准配置，典型数据在MAX1472数据资料的典型工作特性（TOC）中给出。相关电池（电源）电压下的性能如下表1所示。

 

表 1.MAX1472的发射功率和电流与电压的关系，匹配2.7V +10dBm
V在	VPA	发射（毫瓦）	发射（分贝）	我托特（毫安）	我锁 相 环（马）	PA 效率 （%）	总效率 （%）
2.1	2.1	5.50	7.40	7.70	1.50	42.21%	33.99%
2.4	2.4	7.94	9.00	8.70	1.60	46.62%	38.04%
2.7	2.7	10.96	10.40	9.70	1.70	50.76%	41.87%
3.0	3.0	13.49	11.30	10.60	1.80	51.10%	42.42%
3.3	3.3	16.60	12.20	11.30	1.90	53.50%	44.50%
3.6	3.6	19.95	13.00	12.60	1.97	52.14%	43.99%

 

表1显示了DC-DC转换器应消除的发射器功率随电池电压的变化。当电池电压从3.6V降至2.1V时，发送器功率下降5.6dB，这是MAX1472的最大和最小额定电压。+10dBm的额定发射功率出现在电压范围的中间附近。因此，当电池新鲜时传输过多的电力，而当电池接近其使用寿命时，传输的电量不足。

使用DC-DC转换器的恒定变送器功率

本研究表明，升压转换器可以与标准Maxim发送器结合使用，以实现恒定的+10dBm发射功率。选择用于组合的升压转换器是MAX1947，出厂设置为3.3V输出。因此，便携式设备最常用的两种电池（CR2032纽扣电池，两节AAA串联电池）的电池电压将低于转换器的输出电压。如果电池电压超过3.3V，MAX1947只需将电压通过即可。

MAX1472匹配+10dBm Tx功率，在3.3V电压下

由于施加到MAX1472发送器的电源电压为3.3V，因此必须改变MAX1472EVKIT上的匹配网络以产生+10dBm的发射信号。表1显示，标准匹配产生+12.2dBm的发射信号，该信号过高，会消耗过多电流。图1所示为433MHz评估板中2.7V +10dBm匹配的元件值，以及采用3.3V电源时为达到约+10dBm而选择的修改元件值。

图1.MAX1472的匹配网络，采用2.7V和3.3V电源。

表2的格式与表1相同，但它显示了3.3V +10dBm匹配的发射功率和电流消耗与电源电压的关系。

 

表 2.MAX1472的发射功率和电流与电压的关系，匹配为3.3V +10dBm
V在	VPA	发射（毫瓦）	发射（分贝）	我托特（毫安）	我锁 相 环（马）	PA 效率 （%）	总效率 （%）
2.1	2.1	3.25	5.12	4.73	1.68	50.76%	32.73%
2.4	2.4	4.44	6.47	5.36	1.78	51.63%	34.48%
2.7	2.7	5.74	7.59	5.97	1.87	51.86%	35.62%
3.0	3.0	7.16	8.55	6.59	1.97	51.67%	36.22%
3.3	3.3	8.71	9.40	7.23	2.06	51.05%	36.50%
3.6	3.6	10.38	10.16	8.17	2.16	47.95%	35.28%

 

表2显示，这种新的匹配网络在3.3V时产生+9.4dBm，略低于+10dBm目标，但足以进行本研究。可以进一步调整匹配的网络分量值，以略微提高发射功率，并更好地抑制434MHz载波的二次和三次谐波。至少需要46dB的谐波抑制才能满足欧洲发射法规;图1所示的电路拓扑可以通过正确选择元件值来实现这一点。

请注意，每个电源电压下的电流消耗低于2.7V匹配时的电流消耗。另请注意，2.1V时的功率仅为+5.2dBm，而不是2.7V匹配时的+7.4dBm。当电池电压从3.6V降至2.1V时，发射功率仍会降低约5dB。

MAX1472与MAX1947升压转换器配合使用时匹配3.3V

将MAX1472和MAX1947组合用于功能测试变得容易，每个器件都使用评估板。为了识别信号名称和连接，两款评估板的原理图如图2所示。工作台上的连接图（图3）说明了将这两块评估板组合在一起的简单性。

 

图2.MAX1472和MAX1947评估板原理图

更详细的图像 （PDF， 888kB）
图 3.MAX1472和MAX1947评估板的实验室设置

MAX1947可将直流电压从低至0.7V升压至3.3V输出。因此，表3所示数据从低至1.8V的输入电源电压开始，这是常用电池配置中可用的最低电压。这种配置为MAX1472发送器的用户提供了额外的好处：有效的电池电压范围从2.1V扩展至1.8V。

 

表 3.MAX1472的发射功率和电流与电压的关系，采用MAX1947升压转换器
V在	VPA	发射（毫瓦）	发射（分贝）	我托特（毫安）	我锁 相 环（马）	PA 效率 （%）	总效率 （%）
1.8	3.34	8.79	9.44	15.79	4.52	43.33%	30.93%
2.1	3.34	9.06	9.57	13.66	3.83	43.88%	31.57%
2.4	3.36	9.10	9.59	11.93	3.36	44.24%	31.78%
2.7	3.36	9.18	9.63	10.33	2.92	45.90%	32.93%
3.0	3.39	9.27	9.67	9.28	2.62	46.39%	33.29%
3.2	3.41	9.42	9.74	8.78	2.48	46.72%	33.52%
3.3	3.44	9.55	9.80	8.61	2.42	46.75%	33.61%
3.4	3.38	9.23	9.65	7.56	2.19	50.53%	35.89%
3.6	3.61	10.30	10.13	8.24	2.26	47.86%	34.74%

 

使用MAX7060的恒定发射功率

使用Maxim的300MHz至450MHz发送器，用户已经可以使用MAX7060在电源电压范围内设置恒定的发射功率。MAX7060为可编程发送器，可通过SPI或单个引脚进行控制，以改变发射频率、发射功率和调制特性。通过设计适当的匹配网络并选择单个功率设置，可以传输功率略有变化或根本不变化的信号。

那么，人们可能会问，为什么使用另一个Maxim变送器来实现恒定功率很重要呢？答案很简单：因为MAX7060适用于需要高性能的应用，如频率捷变、频繁功率调节和额外的发射功率（+13dBm与+10dBm）。MAX7060功能更强大，MAX1472功能更简单，两者之间的权衡是总电流消耗。MAX7060比MAX1472具有更多的特性和更好的性能，但功耗更高。因此，MAX7060最适合电源比小型廉价电池更坚固耐用的应用。这就引出了另一种可能性：MAX1472可以增加一个简单但重要的特性，如电池电压恒定功率。

给出了MAX7060的发射功率和电流消耗与电池电压的变化，以显示低发射功率变化和高电流消耗之间的权衡参考点。四种放大器配置（MAX1472匹配为2.7V，MAX1472匹配为3.3V，MAX1472和MAX1947以及MAX7060）的组合结果说明了性能差异。

表 4 的格式与表 1、2 和 3 相同。显示发射功率和电流消耗与MAX7060电池电压的函数关系。MAX7060的发射功率设置固定在比最大功率设置低2dB。当电池电压从 2.4V 增加到 3.6V 时，此设置可使功率几乎恒定（<降低 1dB），当电压降至 2.1V 时，再损失 1dB。

 

表 4.2.7V匹配的MAX7060的发射功率和电流与电压的关系
V在	VPA	发射（毫瓦）	发射（分贝）	我托特（毫安）	我锁 相 环（马）	PA 效率 （%）	总效率 （%）
2.1	0x1C	6.46	8.10	12.06	4.38	40.03%	25.49%
2.4	0x1C	8.65	9.37	13.63	4.62	40.00%	26.44%
2.7	0x1C	9.57	9.81	14.42	4.90	37.24%	24.59%
3.0	0x1C	9.77	9.90	15.01	5.13	32.97%	21.70%
3.3	0x1C	9.77	9.90	15.50	5.42	29.38%	19.11%
3.6	0x1C	10.00	10.00	16.10	5.66	26.61%	17.25%

 

变送器功率和负载电流变化的比较

图4和图5显示了前四个表中的Tx功率和电流消耗信息。很明显，MAX7060与MAX1472和MAX1947的组合在电源电压范围内表现出最小的Tx功率变化。由于MAX1947可以工作在1.8V电压，MAX1472和MAX1947的数据扩展到1.8V。

图4.四种发射机配置的发射机功率与电池电压的关系。

图5.四种发射器配置的直流电流消耗与电池电压的关系。

图5显示了保持低发射功率变化而增加的电流消耗成本。MAX7060具有最高的漏电流，部分原因是它是更高Tx功率器件。MAX1472匹配为3.3V，具有最低的电流与电池电压的关系。在3.3V及以上时，它与MAX1472和MAX1947组合具有相同的漏电流，因为MAX1947转换器以最小的电流消耗旁路电源电压。最相关的漏电流曲线是MAX1472与2.7V匹配的曲线以及MAX1472和MAX1947组合的曲线。两种方案在2.7V（电池范围的中间）下产生目标+10dBm Tx功率，在2.7V时消耗几乎相同的电流。有趣的是，“基线”发送器（MAX1472与+10dBm 2.7V匹配）的负载电流随着电池电压的增加而增大，而恒功率发送器（MAX1472和MAX1947组合）的负载电流随着电池电压的增加而下降。此行为表明这两种实现将具有相似的电池寿命。

电池寿命示例：三种发射机配置，带两节 AAA 电池

劲量® E92 碱性 AAA 电池的电池规格与本说明中描述的发射器配置的电流消耗信息一起使用。目的是比较配置对电池寿命的影响。对于低于25mA的稳定电流，这种特殊的AAA电池的容量约为1200mAh，对于超过100mA的稳定电流，容量降至1000mAh以下。电池公司通过显示行业标准使用配置文件（如图6所示）的测试结果来详细说明这一单一数字规范。

图6.劲量 E92 AAA 电池的行业标准电池寿命测试数据。

使用这种电池电压与时间的关系曲线有两个优点。首先，这些测试中显示的所有漏电流条件均高于Maxim ISMRF发送器通常消耗的5mA至20mA电流。尽管如此，磁带游戏数字音频测试每天一小时消耗100mA。低占空比抵消了一小时的高电流消耗，因此每天消耗的平均电流略高于4mA。这会产生电池电压随时间变化的曲线，其形状应与稳定的10mA电流消耗产生的形状相同。

使用此配置文件的另一个优点是，水平轴上的一小时相当于 100mAh 的容量（图 6 和图 7）。因此，可以重新标记水平轴，以显示电池容量已用电量与电池电压的函数关系图。例如，当电池电压从1.5V下降到1.4V时，大约消耗了75mAh。当电压降至1.0V时，大约消耗了975mAh。

图7.使用的电池容量与电池电压的关系。

将上述信息与图5和表1至表4所示的每个接收器配置的电池电流与电池电压的关系一起使用，以创建表5和表6，两者都与电池电压相关联。

 

表 5.每个电压范围可用的电池容量，两节 AAA 系列电池
电池电压范围 （V）	累计电池已用容量 （mAh）	使用的增量电池容量 （mAh）
3.0 到 2.7	100	100
2.7 到 2.4	450	350
2.4 到 2.1	900	450
2.1 到 1.8	1050	150

表 6.每个电压范围的变送器电流消耗，三种 Tx 配置
电池电压范围 （V）	电流消耗 （mA）
	MAX1472，2.7V +10dBm匹配	MAX1472和MAX1947	MAX7060，2.7V +10dBm匹配
3.0 到 2.7	10.15	9.81	14.72
2.7 到 2.4	9.20	11.13	14.03
2.4 到 2.1	8.20	12.80	12.85
2.1 到 1.8		14.73

 

表 5 假设两节 AAA 电池串联连接，使电压范围加倍并保持相同的电池配置文件。表中的第二列根据图7的分布将1050mAh的总电池容量划分为3.0V至1.8V范围内每0.3V电池范围的间隔。电池寿命计算的重要数字是最右列中的增量容量。表6的漏电流信息与表1、表3和表4相同，不同之处在于每个电压范围的电流是该范围内高电压和低压下的电流平均值。

现在，每个变送器配置在其电压范围内的电池寿命可以通过将每个0.3V范围的增量电池容量除以该电压范围内的电流消耗（mAh/mA = h = 小时）并将小时相加来计算。这些计算的结果如表7至表10所示。

 

表 7.三种变送器配置的电池寿命比较
电池电压范围 （V）	使用的增量电池容量 （mAh）	电流：mA MAX1472，2.7V +10dBm 匹配	计算电池寿命 （h）	电流：mA MAX1472和MAX1947	计算电池寿命 （h）	电流：mA MAX7060，2.7V +10dBm 匹配	计算电池寿命 （h）
3.0 到 2.7	100	10.15	9.85	9.81	10.20	14.72	6.80
2.7 到 2.4	350	9.20	38.04	11.13	31.45	14.03	24.96
2.4 到 2.1	450	8.20	54.88	12.80	35.17	12.85	35.03
2.1 到 1.8	150			14.73	10.19

 

表7很有用，因为对于每个300 mV电池电压间隔，当电池电压在该间隔内下降时，它将每种配置消耗的平均电流转换为电池的增量寿命。可以根据“有用”的定义调整此信息以比较有用的电池寿命。下面举三个例子。前两个示例通过每种配置保持最小发射器功率的能力来定义有用的电池范围。最后一个示例消除了最小发射器功率限制，并比较了每种配置达到其最小工作电压所需的小时数。

在比较电池寿命之前，重要的是要指出，这些练习中计算的使用寿命小时数仅用于比较目的。它们远低于典型操作中这些配置的使用寿命，因为它们来自图7中的曲线，该曲线基于每天从电池吸收100mA电流一小时。对于基于这些变送器的产品，更现实的工作曲线是每天大约30秒的10mA至15mA的有效电流消耗（如远程无钥匙进入、车库门开启器和安全报警传感器）和约5μA的待机电流消耗。这将使下面计算的使用寿命小时数增加 500 到 1000 倍，具体取决于待机电流。

+10dBm（最小值）发射器功率下的电池寿命

图4中的发送器功率曲线显示，表7中的基线配置，即MAX1472直接连接到电池，阻抗匹配以在2.7V时产生+10dBm，当电池电压降至2.7V以下时，无法满足+10dBm发送器功率的最低要求。图4还显示，MAX7060配置保持+10dBm发送器功率，直到电池电压降至2.4V以下。因此，表8是表7的修改版本，显示MAX1472和MAX1947组合的电池寿命为87小时，而MAX7060为31.75小时，MAX1472为9.85小时。

 

表 8.电池寿命比较，最小发射功率为 +10 dBm
电池电压范围 （V）	使用的增量电池容量 （mAh）	电流：mA MAX1472，2.7V +10dBm 匹配	计算电池寿命 （h）	电流：mA MAX1472和MAX1947	计算电池寿命 （h）	电流：mA MAX7060，2.7V +10dBm 匹配	计算电池寿命 （h）
3.0 到 2.7	100	10.15	9.85	9.81	10.20	14.72	6.80
2.7 到 2.4	350	发射功率低于 +10dBm		11.13	31.45	14.03	24.96
2.4 到 2.1	450			12.80	35.17	发射功率低于 +10dBm
2.1 到 1.8	150			14.73	10.19
有效电池寿命（小时）		9.85		87.00			31.75

 

+9dBm（最小值）发射器功率下的电池寿命

表9显示了当最小发射机功率要求放宽至+9dBm时的电池寿命比较。现在，直接连接电池的MAX1472可以工作在2.4V以下，将电池寿命延长至47.9小时。MAX7060可以工作在低至2.1V的最小工作电压。这将电池寿命提高到 66.78 小时。两种配置均未达到MAX1472和MAX1947组合的87小时。

 

表 9.电池寿命比较，最小发射功率为+9dBm
电池电压范围 （V）	使用的增量电池容量 （mAh）	电流：mA MAX1472，2.7V +10dBm 匹配	计算电池寿命 （h）	电流：mA MAX1472和MAX1947	计算电池寿命 （h）	电流：mA MAX7060，2.7V +10dBm 匹配	计算电池寿命 （h）
3.0 到 2.7	100	10.15	9.85	9.81	10.20	14.72	6.80
2.7 到 2.4	350	9.20	38.04	11.13	31.45	14.03	24.96
2.4 到 2.1	450	发射功率低于 +9dBm		12.80	35.17	12.85	35.03
2.1 到 1.8	150			14.73	10.19
有效电池寿命（小时）		47.90		87.00			66.78

 

电池寿命至最低器件电源电压

表10显示，当取消所有发送器功率限制后，直接连接到电池的MAX1472可提供最长的电池寿命（102.77小时）。然而，在其电压范围的低端，其发射功率降至+8dBm以下。MAX1472和MAX1947组合提供87小时的电池寿命，是单独使用MAX1472电池寿命的85%。MAX7060保持至少+9dBm的发送器功率，但提供66.78小时的电池寿命（约为MAX1472和MAX1947组合的77%），因为它设计用于更高的发射功率，并且使用效率较低的方式来实现恒定的发射功率。

 

表 10.全电压范围内的电池寿命比较
电池电压范围 （V）	使用的增量电池容量 （mAh）	电流：mA MAX1472，2.7V +10dBm 匹配	计算电池寿命 （h）	电流：mA MAX1472和MAX1947	计算电池寿命 （h）	电流：mA MAX7060，2.7V +10dBm 匹配	计算电池寿命 （h）
3.0 到 2.7	100	10.15	9.85	9.81	10.20	14.72	6.80
2.7 到 2.4	350	9.20	38.04	11.13	31.45	14.03	24.96
2.4 到 2.1	450	8.20	54.88	12.80	35.17	12.85	35.03
2.1 到 1.8	150			14.73	10.19
有效电池寿命（小时）		102.77		87.00			66.78

 

这些测量结果表明，在MAX1472等简单的ISM发送器上增加升压型DC-DC转换器，可以在较宽的电池电压范围内保持恒定的发射功率（0.5dB以内），而与简单的MAX1472发送器相比，在电池寿命内发射功率下降4dB，仅牺牲15%的电池寿命。鉴于这些发射器的大多数应用的占空比非常低，以至于器件中的待机电流占电池寿命的很大一部分，因此电池寿命的实际减少可能更低。

结果：电源纹波和ASK无线电链路的质量

到目前为止，只解决了直流电流消耗和发射功率变化之间的权衡问题。将高效（> 80%）升压转换器与具有精心选择的阻抗匹配的发射器相结合，可以产生恒定功率发射器，在电池的使用寿命内平均电流消耗略高，这并不奇怪。同样（如果不是更重要的话）重要的是电压转换器产生的交流纹波对传输信号质量和ASK通信链路完整性的影响。

用于本研究的DC-DC转换器是一种升压或升压转换器，它使用临时接地的外部电感器从电池中吸取电流。之后，电感通过并联平滑电容器切换到负载。开关功能的频率和占空比取决于电感、电容和消耗的电流。高效 （>80%） DC-DC 转换器有很多类别，与效率较低的线性稳压器相比，它们以高交流纹波电压而闻名。

这一系列测试表征了纹波（VP-P和频率）并确定其对传输信号的影响。

3.3V发送器电源电压与输入（电池）电压的纹波关系

MAX1472评估板连接MAX1947ET33 （3.3V输出电压），如图3所示。MAX1947的电池电压输入范围为1.8V至3.3V（高于3.3V时，MAX1947刚好通过输入电压）。示波器探头连接到MAX1947评估板的OUT测试点，并检查每个电源的纹波特性（V巴特） 设置已记录。表11显示了峰峰值幅度和纹波周期。纹波波形为锯齿波，这是使用阈值反馈过程而不是占空比控制转换器的迟滞转换器的特征。

 

表 11.MAX1947的交流纹波特性 负载MAX1472发送器输出电压 电池电压峰峰值纹波幅度（mV） 纹波周期（μs）
电池电压	峰峰值纹波幅度 （mV）	纹波周期（微秒）
1.8	75	45
2.1	100	70
2.4	100	80
2.7	100	120
3.0	160	180
3.3	220	330

 

随着输入电压的增加，纹波幅度从大约75mV增加到150mV;频率从大约20kHz降低到5kHz。纹波幅度可以通过改变负载电容值来减小。图8和图9显示了电池电压为1.8V和3.0V时的纹波走线（升压比最高和最低）。

图8.DC-DC 转换器输出纹波电压，用于 1.8V 至 3.3V 转换。

图9.DC-DC 转换器输出纹波电压，可实现 3.0V 至 3.3V 转换。

发射器直流电源上的纹波对无线电链路有两个潜在的有害影响：首先，发射频谱的扩展;其次，将纹波从电源传输到接收器中解调的ASK频谱。

这些测试表明，即使是强电源纹波（100mV）P-P）似乎没有明显传播或提高发射频谱。它也不会降低远高于灵敏度水平的信号的接收。虽然无法进行灵敏度级别的测量，但似乎适当的数据过滤将防止纹波降低灵敏度。

结论和建议

MAX1472发送器和MAX1947升压转换器的组合实现了在电池电压范围内保持恒定发射功率的理想目标。在要求最小发送器功率为+10dBm的情况下，MAX1472和MAX1947组合的电池寿命几乎是简单发送器的9倍。即使允许最小发射功率降至+9dBm，电池寿命也几乎增加了一倍。

与在典型电池寿命期间发射功率降低 4dB 的简单发射器相比，这种组合的效率约为 85%。它表现为变送器功率与直流功率的比率，其中带转换器的变送器效率约为不带变频器的效率的85%。这也体现在电池寿命的计算中，当发射功率随电池电压下降时，恒定传输功率电池寿命正好是电池寿命的85%。

在必须在整个电池寿命内保持发射器功率的情况下，最坏的情况是电池寿命缩短15%。实际上，这种权衡小于15%，因为大多数便携式发射器应用具有低占空比，待机电流将占电池消耗的很大一部分。

交流纹波是高效电压转换器的副产品，会降低发射器频谱，但不足以降低ASK无线电链路的质量，也不足以违反FCC（美国）或ETSI（欧洲）的发射限制。此外，可以使用交流纹波幅度低得多的其他类型的高效电压转换器，这将使频谱贡献在大多数短程无线电链路中不明显。

目前，采用本应用笔记中的器件或类似器件的双芯片解决方案现已上市。这两款器件的占位面积都很小（3mm x 3mm），在现有发送器电路中增加电压转换器后，外部元件数量仅增加了三个。这两个功能器件可以组合成一个IC，从而进一步节省成本、面积和元件数量。

审核编辑：郭婷