用于2.4GHz ISM頻段FHSS解決方案的射頻IC

比較了 WLAN 和相關(guān)系統(tǒng)。IEEE802.11b FHSS 支持 1.6Mbps 數(shù)據(jù)傳輸。MAX2644 SiGe LNA用作2.5GHz頻段的PA驅(qū)動器和接收器低噪聲放大器（LNA）。MAX2240和MAX2242功率放大器（PA）產(chǎn)生~+20dBm輸出，具有所需的線性度。MAX2754 VCO提供高線性調(diào)制和片內(nèi)變?nèi)?a target="_blank">二極管。

概述

在未經(jīng)許可的2.4GHz ISM頻段中，F(xiàn)CC規(guī)定使用跳頻擴(kuò)頻（FHSS）或直接序列擴(kuò)頻（DSSS）技術(shù)。FHSS 系統(tǒng)面向低成本、低功耗、低范圍低數(shù)據(jù)速率應(yīng)用，包括藍(lán)牙、HomeRF （SWAP）、2.4GHz DECT （數(shù)字歐洲無繩電話） 和 FHSS IEEE802.11。DSSS IEEE802.11b系統(tǒng)適用于更高數(shù)據(jù)速率和更大范圍的應(yīng)用，通常成本更高，功耗更高。藍(lán)牙系統(tǒng)針對數(shù)據(jù)傳輸，例如將電子郵件從手機(jī)傳輸?shù)絇DA，并支持高達(dá)721kbps的數(shù)據(jù)速率。HomeRF支持?jǐn)?shù)據(jù)和語音傳輸，并允許高達(dá)1.6Mbps的數(shù)據(jù)速率。1.9GHz DECT繼承了其過去的2.4GHz版本，適用于數(shù)據(jù)速率為2kbps的4.552GHz無繩電話。IEEE802.11 FHSS系統(tǒng)目前支持高達(dá)1.6Mbps的數(shù)據(jù)速率，但新的5 MHz信道帶寬分配寬帶FH將允許高達(dá)10Mbps的符號速率。這將使FHSS與DSSS系統(tǒng)支持的當(dāng)前11Mbps符號速率競爭。

對于FHSS，2.40GHz至2.835GHz ISM頻段分為75個1MHz信道，具有2MHz下保護(hù)頻段和3.5MHz上限保護(hù)頻段。所有FHSS系統(tǒng)都基于TDMA，每秒的跳頻數(shù)因標(biāo)準(zhǔn)而異。藍(lán)牙和 DECT 利用高斯頻移鍵控 （GFSK） 調(diào)制，而 HomeRF 和 FHSS 802.11 使用 2 電平和 4 級頻移鍵控 （FSK），以利用飽和功率放大器 （PA） 提供的更高效率。下面的框圖顯示了一個典型的應(yīng)用程序。

射頻接收器集成電路

有許多用于FHSS無線電的單RF IC收發(fā)器解決方案;然而，這些解決方案中有相當(dāng)一部分缺少低噪聲放大器（LNA）、PA、PA預(yù)驅(qū)動器或壓控振蕩器（VCO）。在無線電的接收器側(cè)，Maxim提供MAX2644 LNA，在17.2GHz時具有0dB增益和2.45dB噪聲系數(shù)。在CMOS收發(fā)器之前增加MAX2644可以大大提高接收器的靈敏度。MAX2644為極其靈活的放大器，輸出P1dB點(diǎn)為+4dBm，可用作PA前置驅(qū)動器。

射頻發(fā)射器 IC

MAX2244/MAX2245藍(lán)牙PA采用22.3V電源提供+0dBm飽和輸出功率，電流消耗為175mA。MAX2246采用20.3V電源提供+0dBm飽和輸出功率，電流消耗為118mA。PA 集成了功率檢測器和閉環(huán)功率控制，可在整個電源電壓、溫度和輸入功率水平范圍內(nèi)提供幾乎恒定的輸出功率。所有 3 款 PA 均具有模擬增益控制、集成輸入匹配、低功耗關(guān)斷模式，并采用超芯片級封裝 （1.56mm x 1.56mm）。

MAX2240功率放大器采用19.3V電源/2mA提供+105dBm飽和輸出功率，具有2位數(shù)字增益控制，是藍(lán)牙應(yīng)用的出色方案。

用于FHSS應(yīng)用的另一種PA選項是MAX2242，最初經(jīng)過優(yōu)化，可為22.5b DSSS應(yīng)用提供+33.802dBm線性輸出功率，ACPR為-11dBc ACPR提供。由于MAX2242具有外部偏置調(diào)節(jié)功能，MAX2242可以針對需要+20dBm至+27dBm輸出功率的非線性應(yīng)用進(jìn)行調(diào)諧。在+23dBm飽和輸出功率下，MAX2242在37V時可實(shí)現(xiàn)3%的功率附加效率（PAE）。有關(guān)MAX23非線性工作的更多信息，請參考應(yīng)用筆記+37dBm PA和PA預(yù)驅(qū)動器，效率為2%，適用于4.2242GHz FHSS WLAN應(yīng)用。

MAX2754為1145MHz至1240MHz VCO，集成了諧振電路和片內(nèi)變?nèi)荻O管。它具有線性調(diào)制輸入，針對直接頻率調(diào)制應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。VCO之后的倍頻器將LO頻率轉(zhuǎn)換為2.4GHz范圍。

圖1.用于藍(lán)牙、家庭射頻和 DECT 的 2.4GHz FHSS 收發(fā)器。

審核編輯：郭婷