【導讀】工業4.0huozhinenggongyebeiyuweiyichangxindegongyegeming
，qizhongxianyouxitonglianwangzaiyiqiyichuangjianwangluowulixitong。diyicigongyegemingshibutongjishuderonghe，shigongchengshinenggoutuidongcongshougongzhipindaozhengqiqudongdedaguimozhizaodezhuanbian。jintian
，tashibutongjishuderonghe
，baokuochuangan、通信和大數據處理
，這些技術被視為工業4.0的基石。通過增加對嵌入式係統的連接，從工廠車間到客戶使用的產品，並實時提取數據，理論上可以實現高達30%的效率提升。這些數據不僅可以優化製造過程，還可以促進更好的業務決策，並為新型業務開辟道路。

工業4.0huozhinenggongyebeiyuweiyichangxindegongyegeming，qizhongxianyouxitonglianwangzaiyiqiyichuangjianwangluowulixitong。diyicigongyegemingshibutongjishuderonghe，shigongchengshinenggoutuidongcongshougongzhipindaozhengqiqudongdedaguimozhizaodezhuanbian。jintian，tashibutongjishuderonghe，baokuochuangan、通信和大數據處理
，這些技術被視為工業4.0的基石。通過增加對嵌入式係統的連接，從工廠車間到客戶使用的產品，並實時提取數據，理論上可以實現高達30%的效率提升。這些數據不僅可以優化製造過程

，還可以促進更好的業務決策，並為新型業務開辟道路。

工業4.0的基礎是可靠的通信基礎設施。此基礎結構使決策者能夠從機器、工廠和現場設備中提取數據。正如工業4.0工作組的最終報告所指出的那樣，正是網絡導致了“物理世界和虛擬世界（網絡空間）以網絡物理係統的形式融合”，並且“可靠，全麵和高質量的通信網絡是工業4.0的關鍵要求。

Sub-GHz無線連接已經實現了自動公用事業計量和遙感，例如結構監控。無線設備（通常由電池供電）shiyongchuanganqilaicelianghelianghuawulishijie

，bingjiangcishujufasongdaoshoujiqijiedianhuowangguan

，zainalikeyijiangqifasongdaoyunjinxingjuhehechuli。wuxianjiejuefanganzhengzaigongchangzidonghualingyuqudejinzhan，yujiwuxianshebeidechuhuoliangjiangzengjia，yimanzutumugongcheng

、農業和環境以及能源生產和分配的要求。

在zai設she計ji無wu線xian係xi統tong時shi，工gong程cheng師shi會hui考kao慮lv許xu多duo因yin素su。正zheng如ru每mei個ge工gong程cheng師shi都dou會hui從cong弗fu裏li斯si的de傳chuan輸shu方fang程cheng中zhong回hui憶yi起qi增zeng加jia範fan圍wei一yi樣yang
，可ke以yi更geng改gai許xu多duo參can數shu，例li如ru增zeng加jia發fa射she功gong率lv或huo接jie收shou靈ling敏min度du或huo兩liang者zhe兼jian而er有you之zhi。然ran而er
，法fa規gui限xian製zhi了le最zui大da發fa射she功gong率lv，高gao功gong率lv天tian線xian和he外wai部buLNA等(deng)組(zu)件(jian)可(ke)能(neng)會(hui)大(da)大(da)增(zeng)加(jia)係(xi)統(tong)成(cheng)本(ben)。因(yin)此(ci)
，在(zai)選(xuan)擇(ze)無(wu)線(xian)接(jie)收(shou)器(qi)時(shi)
，工(gong)程(cheng)師(shi)首(shou)先(xian)要(yao)考(kao)慮(lv)的(de)是(shi)接(jie)收(shou)靈(ling)敏(min)度(du)。然(ran)而(er)
，僅(jin)憑(ping)敏(min)感(gan)性(xing)並(bing)不(bu)能(neng)說(shuo)明(ming)全(quan)部(bu)情(qing)況(kuang)。

對(dui)於(yu)工(gong)業(ye)生(sheng)態(tai)係(xi)統(tong)內(nei)的(de)連(lian)接(jie)，可(ke)靠(kao)的(de)無(wu)線(xian)電(dian)連(lian)接(jie)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)。在(zai)日(ri)益(yi)惡(e)劣(lie)的(de)射(she)頻(pin)環(huan)境(jing)中(zhong)，保(bao)持(chi)可(ke)靠(kao)的(de)通(tong)信(xin)可(ke)能(neng)是(shi)一(yi)項(xiang)挑(tiao)戰(zhan)，尤(you)其(qi)是(shi)在(zai)工(gong)業(ye)領(ling)域(yu)。自(zi) 1985 年推出以來，未經許可的工業、科學和醫療 （ISM） 無線電頻段的用戶數量不斷增加，部署了數億台活動設備。這些無線電必須應對幾個潛在的幹擾源，從無意的RF輻射器到可能在同一頻段工作的其他有源RF設備
，通常使用專有協議。幹擾會嚴重降低通信範圍。更大、更geng密mi集ji的de網wang絡luo也ye意yi味wei著zhe更geng多duo的de節jie點dian在zai近jin距ju離li傳chuan輸shu
，因yin此ci更geng需xu要yao更geng好hao的de接jie收shou性xing能neng。對dui幹gan擾rao源yuan的de彈dan性xing是shi非fei常chang可ke取qu的de。它ta可ke以yi減jian少shao所suo需xu的de轉zhuan發fa器qi節jie點dian數shu，並bing為wei每mei個ge網wang關guan啟qi用yong更geng多duo終zhong結jie點dian。這zhe樣yang可ke以yi實shi現xian更geng強qiang大da的de網wang絡luo覆fu蓋gai範fan圍wei和he更geng少shao的de黑hei點dian。通tong過guo可ke靠kao的de無wu線xian電dian連lian接jie

，丟diu失shi的de數shu據ju包bao更geng少shao，從cong而er減jian少shao數shu據ju包bao重zhong傳chuan，使shi係xi統tong整zheng體ti更geng高gao效xiao。

為了了解接收器的性能，我們必須轉到數據手冊並檢查選擇性和阻塞數據。對於無線電接收器

，RF選擇性是其區分所需信號與在其他信道中傳輸的不需要的信號源的能力。相鄰信道抑製（ACR） miaoshuledangganraoxinhaozaijiangexiaoyuhuodayuyigetongdaodexindaozhongchuyuhuodongzhuangtaishi，jieshouqizaiyigexindaozhongjieshousuoxuxinhaodenengli。beiyongtongdaoshicongxianglintongdaozhongyichuyigetongdao。yizhiyueda，jieshouqizaicunzaiganraoyuanshidexingnengyuehao。zusaishizhiyuanlijieshouqipinduandeganraoyuan。jishixiangjujiMHz，高功率幹擾源也會降低通信質量並導致數據包丟失。

實現良好的阻塞和選擇性數據的一個要素是降低RF係xi統tong中zhong的de相xiang位wei噪zao聲sheng。相xiang位wei噪zao聲sheng，即ji信xin號hao中zhong短duan期qi相xiang位wei波bo動dong引yin入ru的de噪zao聲sheng，可ke以yi看kan作zuo是shi從cong頻pin域yu中zhong所suo需xu信xin號hao擴kuo散san出chu去qu的de邊bian帶dai。相xiang位wei噪zao聲sheng通tong常chang相xiang對dui於yu載zai波bo進jin行xing測ce量liang，單dan位wei為weidBc/Hz
，即1 Hz帶寬內與載波有指定偏移時的噪聲功率。如圖1所(suo)示(shi)
，這(zhe)種(zhong)噪(zao)聲(sheng)會(hui)影(ying)響(xiang)倒(dao)易(yi)混(hun)頻(pin)

，並(bing)會(hui)提(ti)高(gao)本(ben)底(di)噪(zao)聲(sheng)，從(cong)而(er)降(jiang)低(di)接(jie)收(shou)機(ji)性(xing)能(neng)。在(zai)接(jie)收(shou)器(qi)中(zhong)
，當(dang)所(suo)需(xu)信(xin)號(hao)下(xia)變(bian)頻(pin)到(dao)用(yong)於(yu)信(xin)號(hao)處(chu)理(li)的(de)中(zhong)頻(pin)時(shi)
，幹(gan)擾(rao)源(yuan)的(de)尾(wei)部(bu)可(ke)能(neng)會(hui)混(hun)合(he)，隨(sui)後(hou)無(wu)法(fa)濾(lv)除(chu)。

圖1.相位噪聲基本理論。

接收器的前端線性度會影響對附近高功率幹擾源的彈性。對於低於1 GHz的無線電網絡，這種幹擾源可能是LTE。為了測量接收器中的線性度，我們轉向輸入三階截點（IIP3）。這是通過將兩個音調插入接收鏈並測量以輸入音調的頻率間隔3×出現的三階互調產物來測量的。

ADI公司的ADF7030-1旨在解決可靠連接的挑戰。ADF7030-1是一款sub-GHz、完全集成的無線電收發器。它適用於在 169.4 MHz 至 169.6 MHz、426 MHz 至 470 MHz 和 863 MHz 至 960 MHz 的 ISM
、SRD 和許可頻段內運行的應用。它支持IEEE802.15.4g等基於標準的協議，同時還提供了支持各種專有協議的靈活性。高度可配置的低中頻（IF） 接收器支持 2.6 kHz 至 738 kHz 的大範圍接收器通道帶寬。此接收器通道帶寬範圍允許ADF7030-1支持超窄帶
、窄帶和寬帶通道間隔。它旨在提供一流的阻斷並提供出色的靈敏度。

ADF7030-1采用高性能
、低功耗模擬前端（AFE）
，采用高動態範圍ADC、帶QEC的模擬複數抗混疊濾波和數字通道濾波來消除接收鏈中的無用信號。利用這些技術，ADF7030-1能夠在±20 MHz失調時實現高達102 dB的阻塞和高達66 dB的相鄰通道抑製。

為了在所有支持的信號帶寬和頻段內保持高性能接收性能
，ADF7030-1采用具有雙頻段LO路徑的可重新配置VLIF接收器架構。這使得ADF7030-1能夠支持廣泛的應用。

圖2.ADF7030-1 ACR 與競爭對手的比較。

ADF7030-1提供同類最佳的抑製性能，在最大接收器增益下具有–8.5 dBm的IIP3值。這使最終用戶有信心滿足法規要求，並消除了對SAW濾波器等昂貴外部組件的需求。此類標準的一個例子是具有 25 kHz 通道間隔的 ETSI 1 類。這需要60 dB相鄰通道抑製和84 dB選擇性。ADF7030-1大大超出了這些要求。

工業 4.0 要求工程師開發創新和引人注目的解決方案

，以實現下一代互聯和智能設備。ADI公司在管理通信係統的實際環境影響方麵處於行業領先地位，50多年來一直致力於設計可靠的解決方案來連接物理世界和數字世界。確保穩健可靠的通信是推出互聯世界以服務工業4.0所設想的物聯網和服務的關鍵。

(作者：Sean O’ Connell)

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