Al diseñar un transmisor inalámbrico, la medición y el control de la potencia de RF es una consideración clave. Los amplificadores de RF de alta potencia (PA) rara vez funcionan en modo de bucle abierto, es decir, la potencia enviada al puerto de la antena no se controla de alguna manera. Sin embargo, las regulaciones como la potencia de transmisión, la solidez de la red y la coexistencia con otras redes inalámbricas requieren un control estricto de la potencia de transmisión. Además de estos requisitos externos, el control preciso de la potencia de RF puede mejorar el rendimiento del espectro y ahorrar el costo y el consumo de energía de los amplificadores de potencia del transmisor. Para ajustar la potencia de transmisión, puede ser necesario realizar algún tipo de calibración en la potencia de salida del amplificador de potencia en la fábrica. Para diferente complejidad y efectividad, el algoritmo de calibración varía mucho. Esta nota de aplicación describe cómo implementar un esquema de control de potencia de RF típico y compara la efectividad y eficiencia de varios algoritmos de calibración de fábrica.
Transmisor inalámbrico típico con control de potencia integrado
Como se muestra en la Figura 1, este es un diagrama de bloques de transmisor inalámbrico típico que integra funciones de control y medición de potencia de transmisión. Mediante el uso de un acoplador direccional, una pequeña parte de la señal del PA se retroalimenta al detector de RF. En este caso, la ubicación del acoplador generalmente está cerca de la antena, detrás del duplexor y el aislador, por lo que la pérdida de energía asociada con estos dispositivos debe considerarse durante el proceso de calibración. El valor típico del coeficiente de acoplamiento del acoplador direccional es 20 dB ~ 30 dB, por lo que la señal de realimentación del acoplador es 20 dB ~ 30 dB menor que la señal enviada al puerto de la antena. Al acoplar la potencia de la señal de esta forma se producirá una pérdida de potencia en la ruta de transmisión, que suele ser de unas pocas décimas de decibelio. En aplicaciones de infraestructura inalámbrica, el rango típico de potencia máxima de transmisión es 30 dBm ~ 50 dBm (1W ~ 100W). Para los detectores de RF que miden la potencia de transmisión, la señal del acoplador direccional sigue siendo demasiado fuerte. Por lo tanto, se requiere una atenuación de señal adicional entre el acoplador y el detector de RF. El rango de detección de potencia de los detectores de RF de respuesta rms y no rms modernos es de aproximadamente 30 dB a 100 dB, y la salida es estable en relación con los cambios de temperatura y frecuencia. En la mayoría de las aplicaciones, la salida del detector se convierte en una cantidad digital a través de un convertidor de analógico a digital (ADC), y el código obtenido del ADC se convierte en una lectura de la potencia de transmisión utilizando el coeficiente de calibración almacenado en el memoria no volátil (EEPROM). Compare esta lectura de potencia con el nivel de potencia del punto de ajuste, y si hay una diferencia entre la potencia del punto de ajuste y la potencia medida, se debe realizar un ajuste de potencia. Este ajuste de potencia se puede realizar en cualquiera de los múltiples puntos de la cadena de señal. Como ajustar la amplitud de los datos de banda base, ajustar el amplificador de ganancia variable (en el lado de FI o RF) o cambiar la ganancia del PA. De esta manera, el bucle de control de ganancia se ajusta y mantiene la potencia de transmisión dentro del rango requerido. Es importante señalar que las funciones de transferencia de control de ganancia de VVA y PA a menudo no son lineales. Por lo tanto, el cambio de ganancia real obtenido por un ajuste de ganancia dado es incierto, por lo que se necesita un bucle de control que pueda proporcionar información sobre la ejecución La información de retroalimentación del ajuste y la información de guía para el proceso de operación repetida subsiguiente.
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