許多工業(yè)/科學(xué)/醫(yī)療（ISM）頻段射頻（RF）接收器使用簡(jiǎn)單的外部數(shù)據(jù)切片器來(lái)生成基帶數(shù)字輸出。當(dāng)沒(méi)有有源無(wú)線電傳輸時(shí)，這些簡(jiǎn)單的基帶系統(tǒng)可以產(chǎn)生不需要的數(shù)字輸出。本教程提供了靜噪的基本描述，并給出了如何在頻移鍵控（ASK）/開(kāi)-關(guān)鍵控（OOK）或頻移鍵控（FSK）系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)靜噪的示例。

收音機(jī)靜噪

靜噪是從接收器中去除不需要的背景噪聲的過(guò)程，允許解碼強(qiáng)信號(hào)，同時(shí)抑制接近接收器靈敏度水平的微弱信號(hào)。一個(gè)常見(jiàn)的例子是大多數(shù)對(duì)講機(jī)或公民頻段（CB）收音機(jī)，其中調(diào)節(jié)旋鈕可以提高靜噪電平，并在未檢測(cè)到傳輸時(shí)抑制不需要的音頻噪聲。類似地，在數(shù)字無(wú)線電系統(tǒng)中，靜噪可用于抑制不需要的數(shù)字輸出，或者在不存在可檢測(cè)的傳輸時(shí)在數(shù)據(jù)線上切換?！爸袛囔o噪”是一個(gè)常用術(shù)語(yǔ)，用于表示接收信號(hào)已超過(guò)功率閾值，因此表示存在足夠強(qiáng)的傳輸。

基帶解碼

Maxim的所有工業(yè)/科學(xué)/醫(yī)療（ISM）射頻（RF）接收器均包含簡(jiǎn)單的基帶解碼硬件，由Sallen-Key數(shù)據(jù)濾波器、比較器或數(shù)據(jù)切片器以及至少一個(gè)峰值檢波器組成。通常，峰值檢波器未被使用，但它們可以成為提高初始輸入傳輸基帶解碼響應(yīng)能力的便捷方法。

數(shù)據(jù)切片器是基帶系統(tǒng)的核心，用于將解調(diào)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，供微控制器或其他數(shù)字解碼單元使用。數(shù)據(jù)切片器的常見(jiàn)配置是將基帶模擬信號(hào)連接到比較器的正輸入，而負(fù)輸入連接到同一模擬信號(hào)的低通濾波版本。圖1顯示了基帶系統(tǒng)的典型原理圖，示波器圖描述了各個(gè)引腳上常見(jiàn)的信號(hào)。

圖1.示例電路和數(shù)據(jù)切片器示波器示蹤。

基帶電路的仿真版本可用于顯示系統(tǒng)的各種響應(yīng)。當(dāng)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的阻容性（RC）切片器電平時(shí)，存在一些會(huì)影響輸出數(shù)據(jù)精度的限制（圖2和圖3）。

圖2.數(shù)據(jù)切片器的示波器圖。

圖3.模擬數(shù)據(jù)切片器。

通過(guò)引入峰值檢波器，輸出數(shù)據(jù)線可以通過(guò)非?？焖俚貙⑶衅撝怠疤钡礁叩碾娖絹?lái)對(duì)接收到的第一個(gè)位做出反應(yīng)（見(jiàn)圖4）。

最后，通過(guò)使用最大和最小峰值檢波器，閾值可以快速到達(dá)基帶信號(hào)的中心，從而可以響應(yīng)接收到的第一個(gè)數(shù)據(jù)位，并且對(duì)數(shù)據(jù)輸出信號(hào)的精確占空比具有最佳響應(yīng)，如圖5所示。

圖4.模擬最大峰值檢測(cè)電路。

圖5.模擬最大/最小峰值檢測(cè)電路。

實(shí)現(xiàn)幅度移鍵控 （ASK） 靜噪

向ASK或開(kāi)/關(guān)鍵控（OOK）系統(tǒng)添加靜噪涉及僅基于噪聲功率從其通常建立的位置偏移閾值電壓。這種失調(diào)過(guò)程通常通過(guò)使用固定分壓器電路調(diào)整切片電平來(lái)實(shí)現(xiàn)。在圖6中，DSN線被一個(gè)200kΩ電阻稍微上拉到電源軌。這種設(shè)計(jì)是用電位計(jì)（R5）實(shí)現(xiàn)的，如果用R6上拉電阻代替，用戶就可以手動(dòng)調(diào)整施加到DSN線路的正偏移量。

圖6.ASK靜噪電路示例。

這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可以簡(jiǎn)單地減少或消除任何“顫振”或不需要的數(shù)字輸出。不幸的是，有兩種可能的負(fù)面影響。首先是接收器靈敏度略有降低。這來(lái)自于輸出數(shù)據(jù)根據(jù)平均比較電壓不斷對(duì)模擬信號(hào)做出反應(yīng)與調(diào)整該電平以使噪聲不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換之間的直接權(quán)衡。第二個(gè)影響是數(shù)字輸出信號(hào)的占空比略有偏差。占空比的變化是由于沒(méi)有切片電平，該切片電平是模擬輸出的峰值和谷值之間的精確平均值。在某種程度上，使用曼徹斯特編碼方案可以消除這個(gè)問(wèn)題。

實(shí)現(xiàn)頻移鍵控 （FSK） 靜噪

雖然ASK靜噪是大多數(shù)固有接收器基帶架構(gòu)實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)單過(guò)程，但FSK靜噪是另一回事。在ASK系統(tǒng)中，由于用于建立比較信號(hào)的方法，切片電平將趨于穩(wěn)定在平均噪聲電平。在FSK系統(tǒng)中，基帶的配置與ASK系統(tǒng)相同，但噪聲曲線不同。使用FSK解碼器時(shí)，噪聲頻譜趨于白色（在所有頻率上都是平坦的），但I(xiàn)F濾波器和接收信號(hào)強(qiáng)度指示器（RSSI）限幅放大器對(duì)該噪聲的平均頻率有不適當(dāng)?shù)挠绊?。由于系統(tǒng)固有的容差，平均噪聲輸出可能會(huì)將比較電壓移動(dòng)到標(biāo)記和空間中點(diǎn)以上，或者更有可能低于標(biāo)記和空間中點(diǎn)。由于靜噪與輸入信號(hào)的強(qiáng)度密切相關(guān)，因此用戶需要在靜噪系統(tǒng)中合并RSSI輸出。

FSK靜噪的基本設(shè)計(jì)需要一個(gè)對(duì)RSSI電平做出反應(yīng)的系統(tǒng)，具有與電平進(jìn)行比較的參考，并以某種方式控制原始數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。實(shí)質(zhì)上，RSSI電平與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。如果輸入信號(hào)功率高于分?jǐn)嚯娖?，則允許原始數(shù)據(jù)通過(guò)系統(tǒng)。這可以通過(guò)許多不同的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，特別是考慮到可用于管理無(wú)線電系統(tǒng)的各種微控制器時(shí)。簡(jiǎn)化電路的示例如圖7所示。這是一個(gè)基本的FSK靜噪電路，由一對(duì)匹配的雙極結(jié)型晶體管（BJT）、三個(gè)電阻器和一個(gè)電容器實(shí)現(xiàn)。

圖7.一個(gè)簡(jiǎn)單的FSK靜噪電路。

差分對(duì)與V作為比較器接線裁判和 RSSI 作為每個(gè)堿基的輸入。數(shù)據(jù)線作為開(kāi)/關(guān)電流源連接，從而產(chǎn)生執(zhí)行簡(jiǎn)單AND門功能的電路。通過(guò)提供V的參考電平裁判（來(lái)自基本的電阻分壓器或數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC））SQDATA的信號(hào)是DATA線的RSSI門控版本。

與ASK靜噪系統(tǒng)類似，優(yōu)點(diǎn)是減少或消除“顫振”，以換取接收器靈敏度的輕微降低。由于該附加電路不會(huì)直接影響比較器的切片電平，因此FSK靜噪對(duì)數(shù)字輸出信號(hào)的占空比沒(méi)有影響。由于放大RSSI電平的直流偏移變化，V裁判可能需要單獨(dú)調(diào)整。

審核編輯：郭婷