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可满足高性能数字接收机动态性能要求的ADC和射频器件
收集整理:佚名    来源:本站整理  时间:2009-01-10 23:52:07   点击数:[]    

和格雷码数字输出格式。

    较之两次变频结构,一次变换器具有明显的优势。由于省去了第二级下变频混频器、第二级中频增益电路及第二级LO合成器,故元件数量及电路板空间可减少约10%,同时成本也将有较大降低。

2.3 IF放大器MAX2027和MAX2055

MAXIM公司也提供每级增量为1dB的数控增益、高性能IF放大器。其中MAX2027数控增益放大器DVGA采用单端输入/单端输出方式,可工作在50MHz至400MHz频率范围内,其最大增益时的噪声系数只有5dB。而MAX2055则是单端输入/差分输出的DVGA,可在30MHz至300MHz频率范围内驱动高性能ADC。在MAX2055的差分输出和ADC的差分输入之间可用一个升压变压器来提供差分驱动,这样有利于输出信号之间的平衡。这两个DVGA通常工作在5V偏置,并在整个增益设置范围内可以达到+40dBm的OIP3。

2.4 高线性混频器MAX9993和MAX9982

在接收电路中,混频器往往承受的是性能要求比较严格的较大输入信号。理想状态下,其输出信号幅值和相位与输入信号的幅值和相位成正比,而且这种比例与LO信号无关。因此,混频器的幅度响应与RF输入呈线性关系,且与LO输入信号无关。

然而,混频器的非线性也会产生一些不希望的混频信号,称之为杂散响应,这些杂散信号是由到达混频器RF端口的杂波信号在IF频段产生的响应。无用的杂散信号将干扰有用的RF信号的工作,混频器的IF频率可由下式给出:

fIF = ±mfRF ± nfLO

这里,fIF、fRF 和fLO分别是各自端口的信号频率,m和 n是将fRF 和fLO信号混频后的谐波阶数。

MAXIM公司的集成(或有源)平衡混频器MAX9993和MAX9982由于其性能优于无源混频方案而备受关注。当m或n为偶数时平衡式混频器能够抑制一定的杂散响应。理想的双平衡混频器可以抑制m或n(或两者)为偶数的所有响应。在双平衡混频器中,IF、RF和LO端口之间都是相互隔离的。设计合理的非平衡变压器可使混频器在IF、RF和LO频带产生交迭。MAX9993和MAX9982的特点包括:低噪声系数,内含LO缓冲器,低LO驱动,允许两路LO输入的LO开关,极好的LO噪声特性等。此外,在RF和LO端口还有RF非平衡变压器。

由于MAXIM的这些混频器内都嵌有LO噪声性能极好的LO缓冲器,因而降低了对LO电源的要求。通常LO噪声与电平较高的输入阻塞信号相混合会降低接收灵敏度,而MAX9993和MAX9982由于内含低噪声LO缓冲器,因此可在出现阻塞时减轻对接收灵敏度的影响。例如,假设VCO输入信号的边带噪声是-145dBc/Hz,而MAX9993的LO噪声特性典型值是-164dBc/Hz,这样,复合边带噪声就只下降0.05dBc/Hz到-144.95dBc/Hz。采用这种方法,用户只需为混频器提供一个电平较低的LO信号,便能确保接收机的混频特性不会因为MAX9993内置LO缓冲器的性能而降低。

    此外,还有一种棘手的2阶杂散响应,也称为半中频(1/2IF)杂散响应。对于低端注入,其混频器阶数为:m=2、n=-2;而对于高端注入,则其混频器阶数为:m =-2、n =2。低端注入时,引起半中频寄生响应的输入频率比希望的RF频率低fIF/2,图2所示是有用fRFfLOfIF与无用fHalf-IF频率的具体位置。实际上,所希望的RF频率为1909MHz与1740MHz的LO频率的混频,而得到的IF频率为169MHz。虽然,CDMA 的RF和IF载波频宽为1.24MHz,但在这里表示成一个频率为中心载频的单频信号。在这个例子中, 1824.5MHz频率的无用信号造成了169MHz的半中频杂散成份。由于:

2fHalf-IF - 2fLO =fIF

故可得:2×1824.5MHz-2×1740MHz=169MHz

一般情况下,抑制总量(也称为2×2杂散响应)可根据混频器的第二截点IIP2来预测,图3给出了MAX1993的2×2 IMR或杂散值。图中的信号电平是用输入IP2(IIP2)性能计算的混频器输入电平。具体的计算公式如下:

IIP2 =2×IMR+PSPUR = IMR + PRF

=2×70dBc+-75dBm=70dBc+-5dBm

=+65dBm

由于MAXIM公司的MAX9982 900MHz有源滤波器提供的典型杂散响应2RF-2LO为65dBc,因此,其IIP2的计算方法如下:

IIP2 =2×IMR+PSPUR=IMR+PRF

=2×65dBc+-70dBm=65dBc+-5dBm

=+60dBm

3 结束语

在接收器增益要求不高时,MAXIM的15位ADC芯片MAX1418具有极佳的噪声性能,因而可以用最小的AGC承受较大的阻塞电平或干扰电平。MAX1211 ADC系列产品适合于一次变频接收结构,其第一IF输入频率可达400MHz。另外,MAX9993和MAX9982混频器可提供需要的线性度,同时具有噪声系数低,功率增益较高等特点,因而可在接收机设计过程中省去无源滤波器。MAX2027和MAX2055 DVGA在整个增益可调范围内的OIP3典型值约为+40dBm。由这些元件组成的接收器能够将低成本解决方案的性能提高一个等级。



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