Resumen: Muchos industriales / científico / médica (ISM) frecuencia banda de radio (RF) receptores utilizan una máquina de cortar sencilla de datos externo para generar la salida de banda base digital. Estos sistemas simples de banda de base puede generar la salida digital no deseados cuando no hay transmisiones de radio activas. Esta guía proporciona una descripción básica de supresión de ruidos y da ejemplos de cómo implementarlo en una manipulación de amplitud de desplazamiento (ASK) / on-off keying (OOK) o por desplazamiento de frecuencia a teclear (FSK) del sistema.
Radio silenciamiento
Silenciamiento es el proceso de eliminación de ruido de fondo no deseado de un receptor de una manera que permite una fuerte señal a decodificar las señales débiles, mientras que cerca del nivel de sensibilidad del receptor son rechazados.Un ejemplo común es disponible en la mayoría de los walkie-talkies o de banda ciudadana (CB) radio, donde una perilla de ajuste pueden aumentar el nivel de silenciamiento y suprimir el ruido no deseado de audio cuando no hay transmisión de detectar. De manera similar en un sistema de radio digital, silenciador se puede utilizar para suprimir salida no deseada digital o alternar en la línea de datos cuando no hay transmisión detectable está presente. "Romper el silenciador" es un término común usado para indicar que una señal recibida se ha elevado por encima del umbral de potencia, y por lo tanto indica una transmisión suficientemente fuerte está presente.
Decodificación de banda base
Todos industriales / científica / médica Maxim ( ISM ) de radiofrecuencia (RF) incluyen receptores de banda de base sencilla-decodificación de hardware que consta de un Sallen-Key filtro de datos, un comparador rebanadora o datos, y por lo menos un detector de pico. Muchas veces los detectores de pico no se utilizan, pero pueden ser una manera conveniente de aumentar la capacidad de respuesta de la banda base de decodificación de una transmisión entrante inicial.
La cortadora de datos es el corazón del sistema de banda de base y se utiliza para convertir la señal analógica demodulada en una señal digital para su uso por el microcontrolador u otra unidad de decodificación digital. La configuración común utilizado con una máquina de cortar de datos es tener la señal de banda analógica conectada a la entrada positiva del comparador, mientras que la entrada negativa está conectada a una versión filtrada de paso bajo de la señal analógica mismo. Figura 1 muestra un esquema típico de una banda sistema con una trama alcance que representa las señales que se encuentran comúnmente en los respectivos pasadores.
Figura 1. Ejemplo de conexión y los rastros de datos rebanadora alcance.
Versiones simuladas del circuito de banda base se puede utilizar para mostrar el resultado de varias respuestas del sistema. Cuando un simple resistiva-capacitiva (RC), nivel de máquina de cortar se lleva a cabo, hay algunas limitaciones que afectarán a la exactitud de los datos de salida ( figura 2 y figura 3 ).
Figura 2. Osciloscopio parcela de cortadora de datos.
Figura 3. Simulación de una cortadora de datos.
Mediante la introducción de un detector de pico, la línea de datos de salida puede reaccionar a los primeros bits recibidos por "saltar" del umbral del corte a un nivel superior muy rápidamente (véase Figura 4 ).
Finalmente, con el uso de detectores de pico máximo y mínimo tanto, el umbral es rápida para alcanzar el centro de la señal de banda base y por lo tanto puede responder a los primeros datos recibidos bits y tiene la mejor respuesta para el ciclo de trabajo precisa de la señal de salida de datos, como se ve en la Figura 5 .
Figura 4. Simulación de un pico máximo de detección de circuito.
Figura 5. Simulación de máximo / mínimo-máximo circuito de detección.
Implementación de amplitud-Shift Keying (ASK) Squelch
Adición de un silenciador de ASK o de encendido / apagado de claves (OOK) sistema consiste en compensar el umbral de tensión desde donde normalmente se conformaría, en base a la potencia del ruido solo. Este proceso de corrección se realiza comúnmente mediante el ajuste del nivel de corte con el uso de un divisor de voltaje fijo circuito. En la Figura 6 , la línea de DSN se detuvo ligeramente al carril de la alimentación con una resistencia de 200kΩ. Este diseño se llevó a cabo con un potenciómetro (R5) que, si se llena a cambio de la resistencia de pull-up R6, que permiten al usuario ajustar manualmente la cantidad de desplazamiento positivo aplicado a la línea de DSN.
Figura 6. Un ejemplo ASK circuito de silenciamiento.
La ventaja de este método es la simple reducción o eliminación de cualquier "vibración" o salida digital no deseado. Por desgracia, hay dos posibles impactos negativos. El primero es una ligera reducción en la sensibilidad del receptor. Esto viene de la directa trade-off entre tener los datos de salida constante en reacción a la señal analógica basada en una tensión de comparación de medias en comparación con el ajuste de ese nivel para que el ruido no hace que las transiciones de datos. El segundo impacto es una inclinación leve de ciclo de trabajo de la señal de salida digital. El cambio en el ciclo de trabajo es un resultado de no tener un nivel seccionador que es un medio exacto entre un pico y el valle de la salida analógica. Hasta cierto punto, utilizando un esquema de codificación Manchester puede eliminar este problema.
Implementación de desplazamiento de frecuencia Keying (FSK) Squelch
Considerando que el ASK silenciador es un proceso fácil de implementar con la mayoría de las arquitecturas propias del receptor de banda base, el silenciamiento de FSK es un asunto diferente. En un sistema de ASK, el nivel seccionador se tienden a asentarse en el nivel medio de ruido debido al método utilizado para establecer una señal de comparación. En un sistema de FSK, la banda se configura el mismo como un sistema de ASK, pero el perfil de ruido es diferente. Con un decodificador FSK, el espectro de ruido tenderá a ser de color blanco (plana en todas las frecuencias), pero el filtro de IF y el indicador de recepción de intensidad de señal ( RSSI ) limitar amplificadores tienen una influencia indebida sobre la frecuencia media de que el ruido. Debido a las tolerancias inherentes al sistema, la salida de ruido medio podía mover la tensión de comparación ya sea por encima de la marca y el punto medio del espacio o más probablemente a continuación. Debido a que el silenciador está intrínsecamente relacionada con la fuerza de la señal entrante, los usuarios necesitan para incorporar la salida de RSSI en el sistema de supresión de ruidos.
Un diseño básico de supresión de ruidos FSK requiere un sistema que reacciona a un nivel de RSSI, tiene una referencia con el cual comparar el nivel, y de alguna manera las puertas de los datos digitales originales. En esencia, el nivel de RSSI es comparado con un voltaje de referencia. Si la potencia de la señal entrante está por encima del nivel de ruptura, a continuación, los datos originales se permite pasar a través del sistema. Esto se puede lograr con muchos métodos diferentes, especialmente cuando se considera la amplia variedad de microcontroladores disponibles para manejar el sistema de radio. Un ejemplo de un circuito simplificado se muestra en la Figura 7 . Se trata de un circuito de FSK básica de silenciamiento a cabo con un par coincidente de transistores bipolares de unión (BJT), resistencias de tres, y un condensador .
Figura 7. Un simple circuito de FSK silenciador.
El diferencial de par está conectado como un comparador con V REF y RSSI como entradas a cada base. La línea de datos está conectado como un encendido / apagado actual fuente , resultando en un circuito que ejecuta una función simple puerta AND. Al proporcionar un nivel de referencia en V REF (a partir de una base resistor-divisor o convertidor digital a analógico ( DAC )) la señal en SQDATA es una versión RSSI-cerrada de la línea de datos.
Al igual que en el sistema de supresión de ruidos ASK, la ventaja es la reducción o eliminación de la "charla" a cambio de una ligera reducción en la sensibilidad del receptor. Dado que este circuito adicional no influye directamente en el nivel de corte de la comparación, la FSK silenciador no tiene impacto en el ciclo de trabajo de la señal de salida digital.Debido a variaciones en el desplazamiento DC de la amplificación de nivel de RSSI, V REF puede ser necesario ajustar de forma individual.
Notas relacionadas con la aplicación
Nota de aplicación 3435, " el Manchester de datos de codificación de Radio Comunicaciones "
Nota de aplicación 3671, " la fragmentación de datos Técnicas de UHF ASK Receptores "
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