资源说明:全球移动通信系统(GSM)是目前世界上最受欢迎的移动电话通信系统。由于GSM移动电话或DCS/PCS电话都在同一单元内采用时分多址访问(TDMA)的电路设计,因此可以提供双工通信。而正向及反向链路都采用高斯最小位移键控(GMSK)调制的电路设计。
由于GMSK调制有其固定不变的包络,因此必须采用C类射频功率放大器才可提高功率转换效率。射频功率输出必须加以严密控制才可将功耗减至最低,以及避免干扰网络上的其他用户。欧洲电信标准学会(ETSI)已就移动电话输出功率作出若干规定。例如,移动电话必须符合有关传输时标、频谱特征、谐波失真、输出功率电平以及输出噪声等的规定。
全球移动通信系统(GSM)在全球范围内广泛应用,其通信机制主要基于时分多址访问(TDMA)技术,使得在同一单元内实现双工通信。在GSM系统中,正向和反向链路都采用高斯最小位移键控(GMSK)调制方式,这种调制具有恒定的包络特性,对于功率放大器的设计提出了特殊要求。由于GMSK调制信号的特性,C类射频功率放大器被广泛采用,以提高功率转换效率,同时降低功耗,防止对网络中的其他用户造成干扰。
欧洲电信标准学会(ETSI)制定了严格的移动电话输出功率规定,包括传输时标、频谱特征、谐波失真、输出功率电平和输出噪声等多个方面。这些规定确保了移动设备在通信过程中的性能稳定性和网络兼容性。为了满足这些标准,需要精确控制功率放大器的输出,这是一项挑战性的任务。
美国国家半导体公司推出的LMV243 GSM/GPRS功率放大控制器正是针对这一问题的解决方案。该芯片结合基带斜坡信号和定向耦合器,能够生成符合ETSI标准的射频信号,并对天线输出进行适当功率调整。在手机发送器中,功率放大器、定向耦合器和LMV243功率放大控制器共同作用,形成完整的功率控制方案。
LMV243芯片内置45dB的对数放大检波器,用于监测功率放大器的射频输出功率电平,并通过误差放大器与控制环路(如伺服控制电路)连接,确保精确的功率控制。芯片的工作范围覆盖0.1~2.0V的控制电压(Vapc),适用于0dBm到35dBm的功率电平。基带芯片通常配备数字模拟转换器(DAC)来提供所需的控制电压。
在设计中,耦合电路的耦合系数需根据GSM频带需求设置,通常在35dB以上。耦合电路可以通过T或π型结构实现,具体选择取决于电路板布局和射频工程师的设计偏好。计算衰减幅度的公式可用于确定电路中所需电阻的值。
为了优化控制环路性能,需要选择合适的反馈电阻(RF)和反馈电容(CF),它们与功率放大器的性能和Vramp的电压波形紧密相关。反馈电容的选择通常在22~100pF之间,而反馈电阻大小会影响环路的稳定性和响应速度。一个恰当的组合可以确保在不同Vramp电压波幅下符合GSM的技术规格。
美国国家半导体提供的LMV243评估电路板允许工程师对具有单一Vapc引脚的多频GSM/GPRS功率放大器进行性能评估,确保其在实际应用中能满足ETSI设定的技术规范。
模拟技术在多频GSM/GPRS功率放大控制器中的应用涉及到GSM通信的基本原理、GMSK调制、C类功率放大器的使用、ETSI的规范要求,以及LMV243芯片的详细功能和设计考虑。通过精确控制和优化,可以确保移动通信设备在高效运行的同时,符合严格的网络兼容性和电磁兼容性标准。
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