作者：Edwin Umali

簡介

歐洲電信標準協(xié)會(ETSI)已將社會報警裝置定義為能使受限區(qū)域內(nèi)遇險的人發(fā)起呼叫以獲得幫助的，可靠的無線電通信系統(tǒng)。社會報警裝置的目標用戶是老人和殘疾人。本應用筆記將結(jié)合1類社會報警裝置的要求，討論ADF7030-1的工作原理和性能。在靈敏度、阻塞和鄰道選擇性(ACP)之間進行優(yōu)化和平衡，以滿足1類裝置要求，而不使用額外的表面聲波(SAW)濾波器。

ADF7030-1是一款完全集成的亞GHz級無線電收發(fā)器，具有功耗低、性能高的特點。該收發(fā)器的設(shè)計工作頻段為169.4 MHz-169.6 MHz、426 MHz-470 MHz和863 MHz-960 MHz。該收發(fā)器非常適合要求長距離傳輸、網(wǎng)絡(luò)魯棒性和長電池續(xù)航時間的應用。該收發(fā)器符合IEEE 802.15.4g MR-FSK PHY要求，并且在分組和數(shù)據(jù)流模式下，支持專有的2種頻移鍵控(FSK)、2種高斯頻移鍵控(GFSK)、4FSK和4GFSK調(diào)制方案。

該高度可配置的低中頻(IF)接收器支持2.6 kHz至738 kHz范圍內(nèi)的多種接收器通道帶寬，使ADF7030-1能支持超窄帶、窄帶和寬帶通道間隔。這款收發(fā)器適用于符合歐洲ETSI EN 300 220-1、北美FCC、日本ARIB或其他類似地區(qū)標準的電路應用。

ETSI EN 300 220-3-1社會報警標準

本節(jié)概述社會報警標準，同時討論相關(guān)要求和參考限值。有關(guān)該標準和各種測量步驟的詳細信息，請參考下列文件：

?ETSI EN 300 220-3-1（版本2.1.1）：調(diào)諧標準，涵蓋低占空比高可靠性設(shè)備和在指定的869.200 MHz至869.250 MHz頻率下運行的社會報警設(shè)備的基本要求。

?ETSI EN 300 220-1（版本3.1.1）：技術(shù)特性和測量方法。

調(diào)諧標準意識到，無線電通信鏈路本身不能確定系統(tǒng)的整體運行，有效的無線電通信鏈路對于構(gòu)建可靠系統(tǒng)至關(guān)重要。該標準中的技術(shù)要求旨在確保無線電通信鏈路的穩(wěn)健性能。

發(fā)射器要求

以下是待測設(shè)備(EUT)處于發(fā)射模式下的技術(shù)要求。

工作頻率與工作通道

分配的頻段為869.20 MHz至869.25 MHz，工作通道寬度(OCW)限值為25 kHz。通道被安排在由OCW和頻帶邊緣形成的光柵中。工作頻率為通道中央值。

有效輻射功率(ERP)

有效輻射功率是在最大場強方向上輻射的功率。對于帶永久天線連接器的EUT，ERP為傳導輸出功率，為從該連接器測量的功率。然后對測得值進行調(diào)整，以包括天線增益。最大ERP為10 mW或10 dBm。

占空比

占空比為觀察帶寬（即50kHz的工作頻帶）中觀察時間間隔（通常設(shè)定為1小時）內(nèi)的累積傳輸持續(xù)時間所占百分比。在1小時的觀察期內(nèi)，該限值為0.1％。

鄰道功率(ACP)

ACP是發(fā)射器正常工作時處于鄰道的附帶功率。鄰道距工作頻率25 kHz，備用鄰道距工作頻率50 kHz。在正常測試條件下，對于大于20 kHz的OCW，ACP的限值為-37 dBm，備用ACP的限值為-10 dBm。

發(fā)射器頻率誤差

發(fā)射器頻率誤差為測得未調(diào)制載波與額定工作頻率之差。在正常測試條件下，限值為OCW的±10％，等于2.5 kHz。

發(fā)射器瞬態(tài)功率

發(fā)射器瞬態(tài)功率是處于工作通道以外的頻率的功率，是在發(fā)射器開啟和關(guān)閉時產(chǎn)生的。對于1 kHz的參考分辨率帶寬(RBW)，若頻率偏移≤400kHz，則峰值限值為0 dBm，若頻率偏移> 400 kHz，峰值限值為-27 dBm。

低電壓條件下的發(fā)射器行為

此要求僅適用于由電池供電的發(fā)射器。低電壓條件下的發(fā)射器行為描述了當電池電壓低于下限電壓水平時，EUT保持其工作頻率且不產(chǎn)生超過任何相關(guān)限值的發(fā)射的能力。電壓低時可接受的EUT行為如下：

?保持于工作通道中，不超過任何適用限值。

?在不超出任何適用限值的情況下，將ERP降低到雜散發(fā)射限值以下。

?關(guān)機。

接收器1類要求

本節(jié)描述EUT處于接收模式時的1類技術(shù)要求。

阻塞

阻塞是EUT在性能下降不超過給定限值的情況下接收有用調(diào)制信號的能力。導致這種性能下降的原因是，在雜散響應或鄰道之外的任何頻率下存在無用的輸入干擾。EUT必須符合阻塞要求。

實施阻塞測量時，首先將有用調(diào)制信號的功率設(shè)為接收器靈敏度水平，或者設(shè)為等式1中的參考水平，以二者中較高者為準。靈敏度是形成一般性能標準的最小接收功率水平。然后，將有用信號電平的功率增加3dB。增加無用干擾的功率，直到再次達到一般性能標準為止。記錄無用干擾的功率。

其中：

Sp 為參考靈敏度水平。

RBkHz 為制造商聲明的接收器帶寬。

一般性能標準是沒有糾錯的0.1％誤碼率(BER)，或等式2給出的等效消息成功率。

其中：

p 為單比特誤差的概率。

n 為消息中的比特數(shù)量。

表1提供了偏離額定工作頻率的特定頻率的最小阻塞電平。表中的值表示在不超過有用性能的情況下，無用干擾信號的最小功率水平。

表1.接收1類阻塞電平

此外，該標準還要求針對有用信號，用40 dB增量電平重復阻塞測試。

鄰道選擇性

鄰道選擇性是接收器在存在無用信號時按預期工作的能力。無用信號與有用信號的差別在于OCW的頻差。在頻率偏移以外，鄰道選擇性與阻塞類似。當將有用信號的功率電平設(shè)為高于靈敏度電平3 dB或等式2中的參考電平時（以較高者為準），最小鄰道選擇性為-50 dBm。

鄰道飽和度

鄰道飽和度是接收器在有用信道中存在強信號以及鄰道中存在強信號時按預期工作的能力。鄰道中的信號頻率與有用信道中的信號頻率不同，差值等于設(shè)備聲明的鄰道間隔。鄰道飽和度類似于鄰道選擇性，只是有用信號的功率電平比靈敏度電平或等式2中參考電平（以較高者為準）高43 dB。最小鄰道飽和度為-20 dBm。

雜散響應抑制

雜散響應抑制是接收器在可獲得響應的任何其他頻率下存在無用未調(diào)制信號且性能下降不超過給定水平的情況下，檢測有用調(diào)制信號的能力。有關(guān)定位這些雜散頻率的更多信息，請參閱ETSI EN 300 220-1文檔。除了偏移頻率為雜散頻率之外，雜散響應抑制類似于阻塞。最小雜散響應抑制為-44 dBm。如果雜散頻率的偏移小于工作頻率的0.1％，則限值放寬25 dB。

高有用信號電平下的行為

高有用信號電平下的行為描述了接收器在工作信道中存在強有用信號時按預期工作的能力。高有用信號電平下的行為類似于靈敏度，只是功率電平增加，直到不再滿足所需的性能標準或達到指定的測試限值。限值為?10 dBm。

雜散發(fā)射

雜散發(fā)射是雜散域中由設(shè)備或其天線輻射的無用發(fā)射。在發(fā)射模式中，雜散域覆蓋工作通道、相鄰通道和備用相鄰通道之外的所有頻率。在接收模式中，雜散域是所有頻率。在正常測試條件下，所有EUT必須符合表2中的發(fā)射限值。

表2.雜散域發(fā)射限值

ADF7030-1配置

在社會報警標準技術(shù)要求中，在頻率偏移±2 MHz的條件下，接收器阻塞（1類器件為?20）是最難滿足的要求。一種典型的解決方案是在收發(fā)器接收輸入引腳前添加一個SAW濾波器。然而，如果配置正確，ADF7030-1可以滿足阻塞要求，無需采用SAW濾波器。

針對1類社會報警需求優(yōu)化ADF7030-1的配置，這主要是在阻塞和靈敏度之間進行平衡。基于等式1，接收器帶寬的增加會導致參考靈敏度水平的增加，這也是阻塞測試中的有用信號的功率水平。對于相同的接收機性能標準，較高的有用信號會導致較高的無用干擾信號?？梢?，ADF7030-1可以通過采用更寬的接收器帶寬來滿足-20 dBm的阻塞要求。

為了減小更寬接收器帶寬的影響，可將ADF7030-1配置為采用更窄的鎖相環(huán)(PLL)濾波器帶寬。此外，降低可編程模擬濾波器的增益，避免模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)飽和。

表3至表5總結(jié)了寄存器需要進行的更改。修改PLL_CP和PLL_LF寄存器以降低PLL濾波器帶寬。為了降低ADC之前的模擬濾波器的增益，要修改AFERX_FILT_STG1寄存器。已提供的寄存器值適用于9.6 kbps及更低的數(shù)據(jù)速率。

PLL電荷泵寄存器

地址：0x40004020；復位：0x00000070；名稱：PLL_CP

表3.PLL_CP位描述

PLL環(huán)路濾波器寄存器

地址：0x40004024；復位：0x00001C11；名稱：PLL_LF

表4.PLL_LF的位描述

模擬濾波器接收器1級寄存器

地址：0x40004058；復位：0x00000000；名稱：AFERX_FILT_STG1

表5.AFERX_FILT_STG1的位描述

性能數(shù)據(jù)

使用三個EV-ADF70301-868BZ子板，可使ADF7030-1達到社會報警標準的性能要求。子板與ADuCM3029 EZ-KIT配合使用。表6總結(jié)了五種使用案例。對于分組配置，每個分組由8個字節(jié)的前同步碼、2個字節(jié)的同步字、14個字節(jié)的固定有效載荷和2個字節(jié)的循環(huán)冗余校驗(CRC)組成。用于所有測試的工作頻率(f C)為869.2125 MHz。

表6.869.2125 MHz社會報警工作頻率配置

發(fā)射器數(shù)據(jù)

表7.發(fā)射器數(shù)據(jù)