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一文了解RF系统中的扩频调制

助工
2018-07-24 18:55:26    评分

本文讨论了RF系统中使用的扩频调制的特性和优点。

你很有可能看到术语“扩频”,或者至少是缩写DSSS,它代表“直接序列扩频”。如果您曾经想过这意味着什么,或者为什么人们在谈论它,请继续阅读。

首先,我们需要理解术语“扩频”可以用于数字电子和RF系统。本文重点介绍与RF相关的扩频,我们将在另一篇文章中讨论扩频的数字方面。

 

窄带信号

典型的RF传输涉及指定频率的正弦载波。通过调制载波的幅度,频率或相位来传输信息。传输信号的频域表示如下所示:

 

 

这被称为“窄带”信号。信号覆盖的频率范围是。好吧,狭窄。

如果我们采用这种传输信号并以增加带宽的方式修改它,同时保持相同的总传输功率,会发生什么?我们会有这样的事情:

 

 

正如您所看到的,原始信号已经“扩散”,因为带宽要宽得多,但平均幅度要低得多。我们现在有一个扩频信号。

 

反转和跳跃

扩展频谱的一种方法是将原始信号乘以由1和负1组成的序列; 这相当于在信号乘以负数的任何地方反转信号。此外,该乘法信号中的转变发生在比发射信号的原始频率更高(实际上,更高)的频率处。您可以将其可视化如下:

 

正弦曲线的两个倒置部分表示乘以负数。

 

这些更高频率的反演将更高频率的频谱成分引入信号 - 换句话说,带宽已经增加,但我们没有采取任何措施来增加传输到天线的总功率。该技术称为直接序列扩频(DSSS),乘法序列称为伪噪声(PN)码。

通过反复更改载波频率,您可以获得类似的优势。这种技术称为跳频; 然而,将跳频包含在与DSSS相同的类别中有点令人困惑,因为它不会以完全相同的方式扩展频谱。跳频顺序扩展频谱; 只有当时间平均时,发射功率才分布在更宽的频带上ICfans

扩频技术远非方便,但在某些应用中,这些优势证明了系统复杂性的增加。

最重要的是,扩展频谱可以实现更可靠和更强大的RF通信系统。想想上面显示的频域图:如果有另一个发射器工作在与原始窄带信号相同的频率上,您将受到严重干扰。但是相同的干扰信号对扩频信号的问题要少得多,因为大部分发射的能量不受这种窄带干扰的影响。

同样的想法适用于跳频:干扰信号最初会引起问题,但一旦发射机和接收机切换到新的载波频率,通信就会恢复。

 

结论

这种干扰情况可以扩展到其他情况:扩展频谱(或改变载波频率)使RF链路抵抗干扰(这只是故意干扰)和拦截。因此,扩频技术对于军事应用来说毫不奇怪,尽管它们也用于商业协议,包括蓝牙和IEEE 802.11。




关键词: 半导体     ICfans     RF系统     扩频调制    

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