Title of article :
Design of a High Range, High Efficiency Spread Spectrum Transmitter for Audio Communication Applications
Author/Authors :
Seifi, S Department of Electrical Engineering - Babol University of Technology, Babol, Iran , Miar Naimi, H Department of Electrical Engineering - Babol University of Technology, Babol, Iran , Andargoli, S.M.H Department of Electrical Engineering - Babol University of Technology, Babol, Iran
Abstract :
This work proposes a direct sequence spread spectrum transmitter with high transmission range and efficiency for audio signals. It is shown that by choosing high process gain for spread spectrum signal the data could reach a range of 55km in the 2.4GHz ISM band. By employing a light modulation scheme, we have a relaxed SNR requirement for having a low bit error rate (BER) which translates to relaxed error vector magnitude (EVM) condition. Therefore a switching power amplfier (PA) is used in this work which improves the transmitter’s efficiency while by taking PAs nonidealities into account we extracted the new equations to find the conditions to improve the efficiency compared to conventional zero current and zero current switching conditions. The PA efficiency is equal to 79.5% while having 30dBm output power. The mixer alongside power amplifier used in this work provide a conversion gain of 9 dB while having 16 dBm output compression point. The employed tunable quadrature oscillator has the ability to cancel phase and amplitude errors without comprimising the oscillator phase noise. The transmitter reaches an efficiency of 73.4% and an EVM of -32.75 dB.
Farsi abstract :
اين كار يك فرستنده ي طيف گسترده ي توالي مستقيم با برد و بازده بالا براي برقراري يك ارتباط صوتي را پيشنهاد مي دهد.
نشان داده شده است كه با انتخاب بهره ي پردازش بالا سيگنال داده مي تواند به بردي برابر با 55 كيلومتر در باند ISM 2/4 GHz برسد. با انتخاب يك مدولاسيون سبك، شرايط SNR و در نتيجه EVM مورد نياز براي داشتن نرخ خطاي بيت كم
ساده تر مي شود. بنابراين در اين كار از يك تقويت كننده توان سوييچينگ استفاده شده كه باعث افزايش بازده فرستنده شده
و علاوه بر آن اثرات سوييچ غير ايدهآل در تقويت كننده ي توان در نظر گرفته شده و معادلات مورد نياز براي استخراج
شرايط جديد در مقايسه با شرايط مرسوم سوييچينگ جريان و مشتق جريان صفر استخراج شده است. بازده و توان
خروجي تقويت كننده به ترتيب 5 / 79 % و dBm 30 مي باشد. ميكسر و پيش تقويت كننده ي توان بهره تبديلي برابر با dB 9 و
نقطه ي فشردگي dB 1 خروجي برابر با dBm 16 دارند و نوسان ساز متعامد قابل تنظيم استفاده شده توانايي حذف خطاي
دامنه و فاز را بدون خراب كردن نويز فاز را دارد. فرستنده داراي بازده 4 / 73 % با EVM برابر dB32/75 مي باشد.
Keywords :
Direct Sequence Spread Spectrum , Double Balanced Passive Mixer , Error Vector Magnitude , Inverse E Power Amplifier , Switching Power Amplifier , Tunable Quadrature Oscillator , Wireless Transmitter