對移動網(wǎng)絡連接需求的增加導致了無線局域網(wǎng)
（WLAN）RF接口標準的建立。未經(jīng)校準的2.4～2.5GHz ISM頻段已被指定有于WLAN。表1示出在世界不同地域用于WLAN的頻率分配。在美國,IEEE802.11為WLAN規(guī)定了兩個RF物理層接口：直接時序擴頻（Direct Sequence Spread Spectrum——DSSS）和跳頻擴頻（Frequency Hopped Spread Spectrum——FHSS）。
DSSS利用一種11位Barker碼,對信息的每一位在單信道內(nèi)進行擴頻。IEEE標準分配了11個信道,每個信道22MHz寬,在83.5MHz頻段中心頻率之間的間隔為5MHz。這會導致信道所占頻率的重疊。
表1 世界各地對2.4GHz頻段的頻率分配
| 區(qū)域 | 被分配的頻段（GHz） |
| 美國 歐洲 日本 法國 西班牙 | 2.4～2.4835 2.471～2.497 2.4465～2.4835 2.445～2.475 |
FHSS有75個信道,每個信道寬1MHz。發(fā)送器和接收器至少每400ms按照預定跳頻時序跳頻一次。跳頻時序被設計成把功率均勻地擴展到ISM波段。
在典型的DSSS接口結構（見圖1）中,RF信號通過一個天線分集開磁（以開關可用Alpha公司的共阻極SMP1320-074 PIN二極管設計）。信號通過帶通濾波器和T/R開關（此開關可用Alpha公司的PIN二極管SMP1320-079和SMP1322-0173設計）。在上下變頻器（IntersilHFA3683）中,RF信號被變換為374MHz的IF信號。IF信號進入第二個下/上變頻器（IntersilHFA3783）,
并進一步變換到基帶IC輸入/輸出接口范圍。此結構中的RF和IF本地振蕩器使用外部VCO（壓控振蕩器）。在所選擇的頻率設計中,RF VCO工作范圍是2.06～2.1096MHz、IF VCO工作在固定的748MHz頻率上。
本文根據(jù)上面所說的頻率則劃給出2.4～2.4835GHz WLAN用的RF和IF VCO設計。盡管此設計是針對特定的RF系統(tǒng),但本設計可應用于大多數(shù)WLAN系統(tǒng)。
VCO性能指標
在圖1所示的頻率則劃中,RF VCO頻率范圍是2.026～2.1095GHz。實際上,特定的VCO設計的調(diào)諧范圍應該展寬到能包含對頻率有影響的因數(shù)。這些因數(shù)包括溫度變化、元件值變化、老化和濕度。表2示出調(diào)諧范圍如何擴展才能滿足這些因數(shù)。我們假定VCO溫度靈敏度是+0.1%/10℃,這對于無補償RF VCO設計是典型值。
表2 RF VCO調(diào)諧范圍容限
| 參量范圍 | 余度% | 調(diào)諧范圍（GHz） Min Max | |
| 工作范圍 | 2.026 | 2.1095 | |
| 溫度 | +0.7 | 2.026 | 2.1243 |
| （+15℃～+85℃） | |||
| 元件值變化 | ±2.3 | 1.979 | |
| 老化和其他 | ±0.5 | 1.969 | 2.1841 |
在本設計中,在安裝之后不允許對頻率微調(diào)。因此,調(diào)諧范圍將擴展到能包含由元件值變化所引起的偏差。對于±5%容差的電感和電容,其所導致的最壞頻率變化為±2.3%。包括元件老化和其他因素,±0.5%總調(diào)諧范圍將是1.969～2.184GHz或215MHz。
類似的考慮可應用于IF VCO的748MHz±3.2%（724-772MHz）,結果是48MHz的調(diào)諧范圍。
RF和IF VCO性能也依賴于具體使用的RF IC芯片組的特性。RF和RF VCO典型性能指標見表3。
VCO設計考慮
對地VCO和其他集成在同一PCB上的RF元件的一個重要考慮是適用于非調(diào)諧頻率范圍的能力。非調(diào)諧VCO對元件值變化和PCB材料特性特別敏感。另外,工作高于1GHz振蕩頻率的VCO對這些變量更敏感。
表3 典型RF/IF VCO性能指標
