semcl密度

semcl密度,第1张

semcl密度0.9420。

试剂别名:SEM-Cl;2-(三甲基硅烷基)乙氧甲基氯。密度是对特定体积内的质量的度量,密度等于物体的质量除以体积,可以用符号ρ(读作rou)表示,国际单位制和中国法定计量单位中,密度的单位为千克每立方米,符号是kg/m3。

科学上

鉴别组成物体的材料:密度是物质的特性之一,每种物质都有一定的密度,不同物质的密度一般是不同。因此我们可以利用密度来鉴别物质。其办法是是测定待测物质的密度,把测得的密度和密度表中各种物质的密度进行比较,就可以鉴别物体是什么物质做成的。

计算很难称量的物体的质量或形状比较复杂的物体的体积。根据密度公式的变形式:m=Vρ或 V=m/ρ,可以计算出物体的质量和体积,特别是一些质量和体积不便直接测量的问题,如计算不规则形状物体的体积、纪念碑的质量等。

三硫化二锑

分子式:Sb2S3,分子量:339.68,纯三硫化二锑为黄红色无定形粉末,相对密度4.12,熔点550℃,不溶于水和醋酸,溶于浓盐酸、醇、硫化铵和硫化钾溶液。烟花爆竹行业所用硫化锑为辉锑矿矿石粉加工而成,为黑色或灰黑色粉末,有金属光泽,不溶于水,具强还原性。

二硫化钼

辉钼矿的主要成分。黑色固体粉末,有金属光泽。化学式MoS2,熔点1185℃,密度4.80克/厘米3(14℃),莫氏硬度1.0~1.5。1370℃开始分解,1600℃分解为金属钼和硫。315℃在空气中加热时开始被氧化,温度升高,氧化反应加快。二硫化钼不溶于水,只溶于王水和煮沸的浓硫酸。二硫化钼的制法有:①将钼和硫直接化合。②三氧化钼与硫化氢气体作用。③将三氧化钼、硫、碳酸钾的混合物一起熔融。二硫化钼是重要的固体润滑剂,特别适用于高温高压下。它还有抗磁性,可用作线性光电导体和显示P型或N型导电性能的半导体,具有整流和换能的作用。二硫化钼还可用作复杂烃类脱氢的催化剂。

它也被被誉为“高级固体润滑油王”。二硫化钼是由天然钼精矿粉经化学提纯后改变分子结构而制成的固体粉剂。本品色黑稍带银灰色,有金属光泽,触之有滑腻感,溶于水。产品具有分散性好,不粘结的优点,可添加在各种油脂里,形成绝不粘结的胶体状态,能增加油脂的润滑性和极压性。也适用于高温、高压、高转速高负荷的机械工作状态,延长设备寿命。二硫化钼用于摩擦材料主要功能是低温时减摩,高温时增摩,烧失量小,在摩擦材料中易挥发减摩:由超音速气流粉碎加工而成的二硫化钼粒度达到325-2500目,微颗粒硬度1-1.5,摩擦系数0.05-0.1,所以它用于摩擦材料中可起到减摩作用;增摩:二硫化钼不导电,存在二硫化钼、三硫化钼和三氧化钼的共聚物。当摩擦材料因摩擦而温度急剧升高时, 共聚物中的三氧化钼颗粒随着升温而膨胀,起到了增摩作用;防氧化:二硫化钼是经过化学提纯综合反应而得,其PH值为7-8,略显碱性。它覆盖在摩擦材料的表面,能保护其他材料,防止它们被氧化,尤其是使其他材料不易脱落,贴附力增强;细度:325目-2500目SIO2:0PH值:7-8密度:4.8-5.0g/cm3硬度:1-1.5烧失量:18-22%摩擦系数:0.05-0.09。

硫化亚铁

硫化亚铁为黑褐色六方晶体,难溶于水。可由硫和铁在高真空石英封管内共熔而得,这样制得的硫化亚铁作为化学试剂成本较高,而化学纯试剂硫化亚铁含杂质较多。

化学试剂的贮存纵然密封也要和空气接触,在空气中有微量水分存在下,硫化亚铁逐渐氧化成四氧化三铁和硫,化学方程式如下:12FeS+8O2水12S+4Fe3O4。用硫化亚铁与稀盐酸或稀硫酸反应制硫化氢气体时,由于是在启普发生器或其简易装置中制备,硫化亚铁固体表面的氧化层中的硫不与稀盐酸、稀硫酸反应,阻碍了硫化亚铁与酸液中的氢离子接触(即硫化亚铁虽然难溶,但毕竟能溶解一点点,溶解的部分完全电离出亚铁离子与硫的阴离子。)此时溶液中几乎无硫阴离子,与氢离子结合生成弱电解质硫化氢就很少。另一方面在常温下四氧化三铁与稀盐酸、稀硫酸反应比较慢,溶解四氧化三铁还会消耗较多的氢离子,使氢离子浓度下降,发生反应的化学方程式Fe(FeO2)2+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O。

反应速率慢而又不能加热因此不能制取硫化氢气体,必须对硫化亚铁固体进行预处理以除去表面的氧化层。

对硫化亚铁表面的氧化层溶解可用1∶1的盐酸加热以溶解表面的四氧化三铁成可溶的铁盐、亚铁盐后,附着在硫化亚铁表面的硫附着力减弱,随着溶液沸腾时因固体的跳动,硫会脱离硫化亚铁表面。然后将硫化亚铁固体取出、冲洗,就可得到较纯的呈凸凹状的硫化亚铁固体。

对已除去氧化层的硫化亚铁放置时间不能太长,以实验前一天处理氧化层后备用。贮存方法:不能放在试剂瓶中,因为它极易氧化;而可以用聚乙烯塑料薄膜包裹紧,为防薄膜破损可再加一层薄膜包裹,以防其与空气接触而氧化。

在制备硫化氢气体时,为了符合演示实验要求,可用温热的稀硫酸与硫化亚铁固体在启普发生器的简易装置中进行反应(用盐酸制备硫化氢时会使硫化氢中混有氯化氢气体),这样收集的硫化氢气体用来做其性质实验,如水溶液的酸性、与硫酸铜溶液的反应、点燃硫化氢等实验时现象才明显。

硫化铜

分子量: 95.61

熔点: 220℃

性状:黑褐色无定形粉末或粒状物。溶于稀硝酸,热浓盐酸、硫酸和氰化钠溶液,微溶于硫化铵溶液,不溶于水和硫化钠溶液。在潮湿空气中能被氧化而成胶态。导电性能优于硫化亚铜。加热至220℃分解成硫化亚铜。

8月5日在中国合肥微尺度物质科学国家实验室里,看到了科学家们用化学溶液方法合成出的硫化铜14面体微晶,它的成功发现,标志着我国特种微结构晶体构筑研究取得重要进展,其潜在应用前景在于可用作较大结构的构筑单元或用作在微尺度上包覆其他材料的载体。

硫化铜14面体微晶是中国科大俞书宏教授领导的课题组合成产生的。俞书宏教授和他的合作者们将硝酸铜和元素硫的乙二醇溶液在140°C的反应釜中进行长达一天的反应,然后通过离心收集所生成的黑色固体,用扫描电镜观察发现了这一特种微结构材料。

硫化锡

【密度】4.5

【性状】

黄色六角片状体。

【溶解情况】

溶于王水和热碱溶液,不溶于水、盐酸和硝酸。

【用途】

供仿造镀金和制颜料等用。

【制备或来源】

可由硫化物作用于氯化锡溶液而制得。

【其他】

在600℃分解。

硫化锰

纳米MnS作为一种很重要的磁性半导体,在短波长光电子器件中有着潜在的应用价值。

本文旨在探索水热与溶剂热法合成形貌规整的纳米MnS。根据实验前设计好的合成路线,利用水热/溶剂热法制备纳米MnS,采用X射线衍射仪对合成后的纳米MnS进行晶型分析、用SEM对产物进行形貌分析,并简单的对水热与溶剂热条件下的形成机理进行初步探索。

实验中考察了在水热/溶剂热合成过程中硫源的选择、溶剂的选择及反应温度等实验参数对所得MnS的晶型、形貌的影响。由测试结果可知,同样温度下,选用硫脲作为硫源,产物趋向生成稳定的α相,而硫代硫酸钠作为硫源制备的产物中同时有α相和亚稳γ相,且硫脲作为硫源制备的棱锥产物形貌要好与硫代硫酸钠作为硫源制备的棱锥产物;水作溶剂生成的产物为棱锥,而乙二醇作溶剂制备产物的形貌为棒状或者棒状组成的花,且乙二醇作溶剂有利于合成亚稳相β、γ-MnS,而水作溶剂生成α- MnS;温度的提高,不仅使产物生长的更好,且使产物由β、γ-MnS向着α-MnS转变。

这些可以吗

描述射频信号指标

接收灵敏度,这应该是最基本的概念之一,表征的是接收机能够在不超过一定误码率的情况下识别的最低信号强度。

讲灵敏度的时候我们常常联系到SNR(信噪比,我们一般是讲接收机的解调信噪比),我们把解调信噪比定义为不超过一定误码率的情况下解调器能够解调的信噪比门限(面试的时候经常会有人给你出题,给一串NF、Gain,再告诉你解调门限要你推灵敏度)。那么S和N分别何来? 

S即信号Signal,或者称为有用信号;N即噪声Noise,泛指一切不带有有用信息的信号。有用信号一般是通信系统发射机发射出来,噪声的来源则是非常广泛的,最典型的就是那个著名的-174dBm/Hz——自然噪声底,要记住它是一个与通信系统类型无关的量,从某种意义上讲是从热力学推算出来的(所以它跟温度有关);另外要注意的是它实际上是个噪声功率密度(所以有dBm/Hz这个量纲),我们接收多大带宽的信号,就会接受多大带宽的噪声——所以最终的噪声功率是用噪声功率密度对带宽积分得来。

发射功率的重要性,在于发射机的信号需要经过空间的衰落之后才能到达接收机,那么越高的发射功率意味着越远的通信距离。 

那么我们的发射信号要不要讲究SNR?譬如说,我们的发射信号SNR很差,那么到达接收机的信号SNR是不是也很差? 

这个牵涉到刚才讲过的概念,自然噪声底。我们假设空间的衰落对信号和噪声都是效果相同的(实际上不是,信号能够通编码抵御衰落而噪声不行)而且是如同衰减器一般作用的,那么我们假设空间衰落-200dB,发射信号带宽1Hz,功率50dBm,信噪比50dB,接收机收到信号的SNR是多少? 

接收机收到信号的功率是50-200=-150Bm(带宽1Hz),而发射机的噪声50-50=0dBm通过空间衰落,到达接收机的功率是0-200=-200dBm(带宽1Hz)?这时候这部分噪声早已被“淹没”在-174dBm/Hz的自然噪声底之下了,此时我们计算接收机入口的噪声,只需要考虑-174dBm/Hz的“基本成分”即可。 

这在通信系统的绝大部分情况下是适用的。

我们把这些项目放在一起,是因为它们表征的实际上是“发射机噪声”的一部分,只是这些噪声不是在发射信道之内,而是发射机泄漏到临近信道中去的部分,可以统称为“邻道泄漏”。 

其中ACLR和ACPR(其实是一个东西,不过一个是在终端测试中的叫法,一个是在基站测试中的叫法罢了),都是以“Adjacent Channel”命名,顾名思义,都是描述本机对其他设备的干扰。而且它们有个共同点,对干扰信号的功率计算也是以一个信道带宽为计。这种计量方法表明,这一指标的设计目的,是考量发射机泄漏的信号,对相同或相似制式的设备接收机的干扰——干扰信号以同频同带宽的模式落到接收机带内,形成对接收机接收信号的同频干扰。 

在LTE中,ACLR的测试有两种设置,EUTRA和UTRA,前者是描述LTE系统对LTE系统的干扰,后者是考虑LTE系统对UMTS系统的干扰。所以我们可以看到EUTRA ACLR的测量带宽是LTE RB的占用带宽,UTRA ACLR的测量带宽是UMTS信号的占用带宽(FDD系统3.84MHz,TDD系统1.28MHz)。换句话说,ACLR/ACPR描述的是一种“对等的”干扰:发射信号的泄漏对同样或者类似的通信系统发生的干扰。 

这一定义是有非常重要的实际意义的。实际网络中同小区邻小区还有附近小区经常会有信号泄漏过来,所以网规网优的过程实际上就是容量最大化和干扰最小化的过程,而系统本身的邻道泄漏对于邻近小区就是典型的干扰信号;从系统的另一个方向来看,拥挤人群中用户的手机也可能成为互相的干扰源。 

同样的,在通信系统的演化中,从来是以“平滑过渡”为目标,即在现有网络上升级改造进入下一代网络。那么两代甚至三代系统共存就需要考虑不同系统之间的干扰,LTE引入UTRA即是考虑了LTE在与UMTS共存的情形下对前代系统的射频干扰。

讲SEM的时候,首先要注意它是一个“带内指标”,与spurious emission区分开来,后者在广义上是包含了SEM的,但是着重看的其实是发射机工作频段之外的频谱泄漏,其引入也更多的是从EMC(电磁兼容)的角度。 

SEM是提供一个“频谱模版”,然后在测量发射机带内频谱泄漏的时候,看有没有超出模版限值的点。可以说它与ACLR有关系,但是又不相同:ACLR是考虑泄漏到邻近信道中的平均功率,所以它以信道带宽为测量带宽,它体现的是发射机在邻近信道内的“噪声底”;SEM反映的是以较小的测量带宽(往往100kHz到1MHz)捕捉在邻近频段内的超标点,体现的是“以噪声底为基础的杂散发射”。 

如果用频谱仪扫描SEM,可以看到邻信道上的杂散点会普遍的高出ACLR均值,所以如果ACLR指标本身没有余量,SEM就很容易超标。反之SEM超标并不一定意味着ACLR不良,有一种常见的现象就是有LO的杂散或者某个时钟与LO调制分量(往往带宽很窄,类似点频)串入发射机链路,这时候即便ACLR很好,SEM也可能超标。 

首先,EVM是一个矢量值,也就是说它有幅度和角度,它衡量的是“实际信号与理想信号的误差”,这个量度可以有效的表达发射信号的“质量”——实际信号的点距离理想信号越远,误差就越大,EVM的模值就越大。 

很难定义EVM与ACPR/ACLR的定量关系,从放大器的非线性来看,EVM与ACPR/ACLR应该是正相关的:放大器的AM-AM、AM-PM失真会扩大EVM,同时也是ACPR/ACLR的主要来源。 

但是EVM与ACPR/ACLR并不总是正相关,我们这里可以找到一个很典型的例子:数字中频中常用的Clipping,即削峰。Clipping是削减发射信号的峰均比(PAR),峰值功率降低有助于降低通过PA之后的ACPR/ACLR;但是Clipping同时会损害EVM,因为无论是限幅(加窗)还是用滤波器方法,都会对信号波形产生损伤,因而增大EVM。 

PAR(信号峰均比)通常用CCDF这样一个统计函数来表示,其曲线表示的是信号的功率(幅度)值和其对应的出现概率。譬如某个信号的平均功率是10dBm,它出现超过15dBm功率的统计概率是0.01%,我们可以认为它的PAR是5dB。 

所以对于正弦波,假设他的峰值是4,那么他的峰值功率就是4^2=16;而他的平均功率计算

t = [0:0.01:4*pi]

a = 4 * sin(t)

% b = fft(a, 1024)

% plot(abs(b))

result = sum(a.^2)/length(t)

计算得到的结果是8,也就是4^2/2=8;所以他的PAR是3dB。

PAR是现代通信系统中发射机频谱再生(诸如ACLP/ACPR/Modulation Spectrum)的重要影响因素。峰值功率会将放大器推入非线性区从而产生失真,往往峰值功率越高、非线性越强。 

在GSM时代,因为GMSK调制的衡包络特性,所以PAR=0,我们在设计GSM功放的时候经常把它推到P1dB,以得到最大限度的效率。引入EDGE之后,8PSK调制不再是衡包络,因此我们往往将功放的平均输出功率推到P1dB以下3dB左右,因为8PSK信号的PAR是3.21dB。 

UMTS时代,无论WCDMA还是CDMA,峰均比都比EDGE大得多。原因是码分多址系统中信号的相关性:当多个码道的信号在时域上叠加时,可能出现相位相同的情况,此时功率就会呈现峰值。 

LTE的峰均比则是源自RB的突发性。OFDM调制是基于将多用户/多业务数据在时域上和频域上都分块的原理,这样就可能在某一“时间块”上出现大功率。LTE上行发射用SC-FDMA,先用DFT将时域信号扩展到频域上,等于“平滑”掉了时域上的突发性,从而降低了PAR。 

这里的“干扰指标”,指的是出了接收机静态灵敏度之外,各种施加干扰下的灵敏度测试。实际上研究这些测试项的由来是很有意思的。 

我们常见的干扰指标,包括Blocking,Desense,Channel Selectivity等。 

Blocking实际上是一种非常古老的RF指标,早在雷达发明之初就有。其原理是以大信号灌入接收机(通常最遭殃的是第一级LNA),使得放大器进入非线性区甚至饱和。此时一方面放大器的增益骤然变小,另一方面产生极强非线性,因而对有用信号的放大功能就无法正常工作了。 

另一种可能的Blocking其实是通过接收机的AGC来完成的:大信号进入接收机链路,接收机AGC因此产生动作降低增益以确保动态范围;但是同时进入接收机的有用信号电平很低,此时增益不足,进入到解调器的有用信号幅度不够。 

Blocking指标分为带内和带外,主要是因为射频前端一般会有频带滤波器,对于带外blocking会有抑制作用。但是无论带内还是带外,Blocking信号一般都是点频,不带调制。事实上完全不带调制的点频信号在现实世界里并不多见,工程上只是把它简化成点频,用以(近似)替代各种窄带干扰信号。 

对于解决Blocking,主要是RF出力,说白了就是把接收机IIP3提高,动态范围扩大。对于带外Blocking,滤波器的抑制度也是很重要的。 

When the defined useful signal coexist with blocking signal, throughput loss less than 1%

useful signal  = PREFSENS + 14dB, 20MHz, -79.5dBm

这里我们统称为“邻信道选择性”。在蜂窝系统中,我们组网除了要考虑同频小区,还要考虑邻频小区,其原因可以在我们之前讨论过的发射机指标ACLR/ACPR/Modulation Spectrum中可以找到:因为发射机的频谱再生会有很强的信号落到相邻频率中(一般来说频偏越远电平越低,所以邻信道一般是受影响最大的),而且这种频谱再生事实上是与发射信号有相关性的,即同制式的接收机很可能把这部分再生频谱误认为是有用信号而进行解调,所谓鹊巢鸠占。 

举个例子:如果两个相邻小区A和B恰好是邻频小区(一般会避免这样的组网方式,这里只是讨论一个极限场景),当一台注册到A小区的终端游走到两个小区交界处,但是两个小区的信号强度还没有到切换门限,因此终端依然保持A小区连接;B小区基站发射机的ACPR较高,因此终端的接收频带内有较高的B小区ACPR分量,与A小区的有用信号在频率上重叠;因为此时终端距离A小区基站较远,因此接收到的A小区有用信号强度也很低,此时B小区ACPR分量进入到终端接收机时就可以对原有用信号造成同频干扰。 

如果我们注意看邻道选择性的频偏定义,会发现有Adjacent和Alternative的区别,对应ACLR/ACPR的第一邻道、第二邻道,可见通信协议中“发射机频谱泄漏(再生)”与“接收机邻道选择性”实际上是成对定义的。 

When the defined useful signal coexist with interference signal, throughput loss less than 1%

Blocking是“大信号干扰小信号”,RF尚有周旋余地;而以上的AM Suppression, Adjacent (Co/Alternative) Channel Suppression (Selectivity)这些指标,是“小信号干扰大信号”,纯RF的工作意义不大,还是靠物理层算法为主。 

这种描述的是绝对的同频干扰,一般是指两个同频小区之间的干扰模式。 

按照之前我们描述的组网原则,两个同频小区的距离应该尽量远,但是即便再远,也会有信号彼此泄漏,只是强度高低的区别。

对于终端而言,两个小区的信号都可以认为是“正确的有用信号”(当然协议层上有一组接入规范来防范这种误接入),衡量终端的接收机能否避免“西风压倒东风”,就看它的同频选择性。 

动态范围,温度补偿和功率控制很多情况下是“看不到”的指标,只有在进行某些极限测试的时候才会表现出它们的影响,但是本身它们却体现着RF设计中最精巧的部分。 

发射机动态范围表征的是发射机“不损害其他发射指标前提下”的最大发射功率和最小发射功率。 

“不损害其他发射指标”显得很宽泛,如果看主要影响,可以理解为:最大发射功率下不损害发射机线性度,最小发射功率下保持输出信号信噪比。 

最大发射功率下,发射机输出往往逼近各级有源器件(尤其末级放大器)的非线性区,由此经常发生的非线性表现有频谱泄漏和再生(ACLR/ACPR/SEM),调制误差(PhaseError/EVM)。此时最遭殃的基本上都是发射机线性度,这一部分应该比较好理解。 

最小发射功率下,发射机输出的有用信号则是逼近发射机噪声底,甚至有被“淹没”在发射机噪声中的危险。此时需要保障的是输出信号的信噪比(SNR),换句话说就是在最小发射功率下的发射机噪声底越低越好。 

在实验室曾经发生过一件事情:有工程师在测试ACLR的时候,发现功率降低ACLR反而更差(正常理解是ACLR应该随着输出功率降低而改善),当时第一反应是仪表出问题了,但是换一台仪表测试结果依然如此。我们给出的指导意见是测试低输出功率下的EVM,发现EVM性能很差;我们判断可能是RF链路入口处的噪声底就很高,对应的SNR显然很差,ACLR的主要成分已经不是放大器的频谱再生、而是通过放大器链路被放大的基带噪声。 

接收机动态范围其实与之前我们讲过的两个指标有关,第一个是参考灵敏度,第二个是接收机IIP3(在讲干扰指标的时候多次提到)。 

参考灵敏度实际上表征的就是接收机能够识别的最小信号强度,这里不再赘述。我们主要谈一下接收机的最大接收电平。

最大接收电平是指接收机在不发生失真情况下能够接收的最大信号。这种失真可能发生在接收机的任何一级,从前级LNA到接收机ADC。对于前级LNA,我们唯一可做的就是尽量提高IIP3,使其可以承受更高的输入功率;对于后面逐级器件,接收机则采用了AGC(自动增益控制)来确保有用信号落在器件的输入动态范围之内。简单的说就是有一个负反馈环路:检测接收信号强度(过低/过高)-调整放大器增益(调高/调低)-放大器输出信号确保落在下一级器件的输入动态范围之内。 

这里我们讲一个例外:多数手机接收机的前级LNA本身就带有AGC功能,如果你仔细研究它们的datasheet,会发现前级LNA会提供几个可变增益段,每个增益段有其对应的噪声系数,一般来讲增益越高、噪声系数越低。这是一种简化的设计,其设计思想在于:接收机RF链路的目标是将输入到接收机ADC的有用信号保持在动态范围之内,且保持SNR高于解调门限(并不苛求SNR越高越好,而是“够用就行”,这是一种很聪明的做法)。因此当输入信号很大时,前级LNA降低增益、损失NF、同时提高IIP3;当输入信号小时,前级LNA提高增益、减小NF、同时降低IIP3。 

一般来讲,我们只在发射机作温度补偿。 

当然,接收机性能也是受到温度影响的:高温下接收机链路增益降低,NF增高;低温下接收机链路增益提高,NF降低。但是由于接收机的小信号特性,无论增益还是NF的影响都在系统冗余范围之内。 

对于发射机温度补偿,也可以细分为两部分:一部分是对发射信号功率准确度的补偿,另一部分是对发射机增益随温度变化进行补偿。 

现代通信系统发射机一般都进行闭环功控(除了略为“古老”的GSM系统和Bluetooth系统),因此经过生产程序校准的发射机,其功率准确度事实上取决于功控环路的准确度。一般来讲功控环路是小信号环路,且温度稳定性很高,所以对其进行温度补偿的需求并不高,除非功控环路上有温度敏感器件(譬如放大器)。 

对发射机增益进行温度补偿则更加常见。这种温度补偿常见的有两种目的:一种是“看得见的”,通常对没有闭环功控的系统(如前述GSM和Bluetooth),这类系统通常对输出功率精确度要求不高,所以系统可以应用温度补偿曲线(函数)来使RF链路增益保持在一个区间之内,这样当基带IQ功率固定而温度发生变化时,系统输出的RF功率也能保持在一定范围之内;另一种是“看不见的”,通常是在有闭环功控的系统中,虽然天线口的RF输出功率是由闭环功控精确控制的,但是我们需要保持DAC输出信号在一定范围内(最常见的例子是基站发射系统数字预失真(DPD)的需要),那么我们就需要将整个RF链路的增益比较精确的控制在某个值左右——温补的目的就在于此。 

发射机温补的手段一般有可变衰减器或者可变放大器:早期精度稍低以及低成本精度要求较低的情况下,温补衰减器比较常见;对精度要求更高的情形下,解决方案一般是:温度传感器+数控衰减器/放大器+生产校准。 

讲完动态范围和温度补偿,我们来讲一个相关的、而且非常重要的概念:功率控制。 

发射机功控是大多数通信系统中必需的功能,在3GPP中常见的诸如ILPC、OLPC、CLPC,在RF设计中都是必需被测试、经常出问题、原因很复杂的。我们首先来讲发射机功控的意义。 

所有的发射机功控目的都包含两点:功耗控制和干扰抑制。 

我们首先说功耗控制:在移动通信中,鉴于两端距离变化以及干扰电平高低不同,对发射机而言,只需要保持“足够让对方接收机准确解调”的信号强度即可;过低则通信质量受损,过高则空耗功率毫无意义。对于手机这样以电池供电的终端更是如此,每一毫安电流都需锱铢必量。 

干扰抑制则是更加高级的需求。在CDMA类系统中,由于不同用户共享同一载频(而以正交用户码得以区分),因此在到达接收机的信号中,任何一个用户的信号对于其他用户而言,都是覆盖在同一频率上的干扰,若各个用户信号功率有高有高低,那么高功率用户就会淹没掉低功率用户的信号;因此CDMA系统采取功率控制的方式,对于到达接收机的不同用户的功率(我们称之为空中接口功率,简称空口功率),发出功控指令给每个终端,最终使得每个用户的空口功率一样。这种功控有两个特点:第一是功控精度非常高(干扰容限很低),第二是功控周期非常短(信道变化可能很快)。 

在LTE系统中,上行功控也有干扰抑制的作用。因为LTE上行是SC-FDMA,多用户也是共享载频,彼此间也互为干扰,所以空口功率一致同样也是必需的。 

GSM系统也是有功控的,GSM中我们用“功率等级”来表征功控步长,每个等级1dB,可见GSM功率控制是相对粗糙的。 

这里提一个相关的概念:干扰受限系统。CDMA系统是一个典型的干扰受限系统。从理论上讲,如果每个用户码都完全正交、可以通过交织、解交织完全区分开来,那么实际上CDMA系统的容量可以是无限的,因为它完全可以在有限的频率资源上用一层层扩展的用户码区分无穷多的用户。但是实际上由于用户码不可能完全正交,因此在多用户信号解调时不可避免的引入噪声,用户越多噪声越高,直到噪声超过解调门限。 

换而言之,CDMA系统的容量受限于干扰(噪声)。 

GSM系统不是一个干扰受限系统,它是一个时域和频域受限的系统,它的容量受限于频率(200kHz一个载频)和时域资源(每个载频上可共享8个TDMA用户)。所以GSM系统的功控要求不高(步长较粗糙,周期较长)。 

讲完发射机功控,我们进而讨论一下在RF设计中可能影响发射机功控的因素(相信很多同行都遇到过闭环功控测试不过的郁闷场景)。 

对于RF而言,如果功率检测(反馈)环路设计无误,那么我们对发射机闭环功控能做的事情并不多(绝大多数工作都是由物理层协议算法完成的),最主要的就是发射机带内平坦度。 

因为发射机校准事实上只会在有限的几个频点上进行,尤其在生产测试中,做的频点越少越好。但是实际工作场景中,发射机是完全可能在频段内任一载波工作的。在典型的生产校准中,我们会对发射机的高中低频点进行校准,意味着高中低频点的发射功率是准确的,所以闭环功控在进行过校准的频点上也是无误的。然而,如果发射机发射功率在整个频段内不平坦,某些频点的发射功率与校准频点偏差较大,因此以校准频点为参考的闭环功控在这些频点上也会发生较大误差乃至出错。


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