采用直接转换Ｉ／Ｑ解调器的基站接收器设计.doc

采用直接转换Ｉ／Ｑ解调器的基站接收器设计.doc采用直接转换I/Q解调器的基站接收器设计■凌力尔特公司高频产品市场经理/JamesWong 凌力尔特公司设计经理/MinZou 凌力尔特公司高级应用工程师/DougStuetzle 凌力尔特公司应用工程师/SunnyHsiao 直接转换(或低中频)接收器设计已经出现很多年了。由于简单和成本低,因此这类接收器广泛用于蜂窝电话和无绳电话。直到最近,直接转换接收器集成电路才达到了基站的性能要求。下一代基站对低成本的无止境追求将人们的注意力引向了直接转换架构,这种架构可以灵活地满足多种射频(RF)标准的要求,并简化系统设计。用基带数字电路实现通道选择功能可带来很多好处,尤其是对采用多种标准的接收器来说更是这样。不过直接转换架构存在一个问题,这就是容易对接收器带内信号造成干扰。因此用于直接转换接收器的I/Q解调器必须能够满足苛刻、可能高达80dB的动态范围要求。本文专门讨论用于基站应用的直接转换接收器所特有的问题,并介绍一种新的射频直接转换集成电路,该集成电路在解决这些问题上取得了很大的进展。凌力尔特公司的LT5575等新一代解调器可以利用直接转换接收器架构的优势。LT5575集成了一个精确的LO正交分相器和两个高线性度下变频混频器。片上集成的宽带变压器在RF和LO端口提供容易使用的50Ω单端接口,同时在很宽的射频工作频率范围内仍然保持卓越的RF至LO隔离度和最低的LO~RF泄漏。单端RF信号加到片上RF变压器的主端,并在集成的RF信号分相器输入端转换成差分信号。该芯片直接通过下变频将RF信号转换成基带信号,同时分离同相(I)和正交相位(Q)信号分量。匹配的I和Q通道确保精确的增益和相位匹配。。该芯片还在I和Q通道上集成了具有490MHz带宽的单极点、低通滤波器。LT5575的典型RF性能概括如表1。 LT5575用于要求接收器具有高线性度的应用。这些应用包括无线基站(GSM、CDMA、WCDMA等)、如WiMAX和宽带微波链路等无线基础设施以及RFID应用。LT5575尤其适用于单载波微蜂窝和皮蜂窝基站,在这类应用中,直接转换架构带来的成本益处甚至更显著。直接转换接收器集成电路无需增加中频(IF)级,降低了对高频滤波器的要求,尤其是去除了中频频道选择滤波器。LT5575在1900MHz时具有+(IIP3)和+60dBm的输入2阶截取(IIP2),这个直接转换接收器满足基站接收器严格的动态范围要求。直接转换接收器引入不同的设计问题可能用于W-CDMA基站应用的直接转换接收器的方框图如图1所示。在这个设计中,需要考虑一些与多级接收器设计不同的问题,可以概括如下:(1)DC偏移;(2)易产生2阶失真;(3)对端口至端口耦合更加敏感;(4)I-Q失配;(5)要求基带输出有恰当的高频终止。 DC偏移由于多个基站放大器的接着放大,I/Q解调器(即没有RF信号时,有非零DC输出电压)的I或Q输出端的DC偏移电压可能成为DC耦合接收器设计的一个问题。如果DC偏移电压太大,那么就有可能限制基带放大器的信号摆幅,并减小基带A-D转换器的动态范围。DC偏移可能由I/Q解调器本身的失配引起。LT5575在I和Q输出端实现了<10mV的典型差分DC偏移电压,这样的偏移电压足够低,在图1所示的架构中