WCDMA超外差結(jié)構(gòu)參考設(shè)計: V1.0 RF收發(fā)器說明

本文給出了一個完整的WCDMA收發(fā)器的詳細說明，接收器工作頻率為2140MHz，發(fā)射器工作頻率為1950MHz。MAX2388前端混頻器下變頻至190MHz IF。MAX2309將接收到的IF轉(zhuǎn)換到基帶，并提供75dB的增益控制范圍。MAX2363利用320MHz發(fā)射IF，提供I/Q調(diào)制以及RF上變頻功能。

WCDMA超外差結(jié)構(gòu)RF收發(fā)器的設(shè)計包含以下三種芯片：

MAX2388接收前端

MAX2309 IF正交解調(diào)器

MAX2363正交調(diào)制器/上變頻發(fā)送IC

加載兼容PC的系統(tǒng)軟件控制PC板接口(通過并口進行通信)能夠為該設(shè)計提供基帶控制。將PCB接口插入WCDMA參考設(shè)計板，并允許基帶I/Q信號連接，這樣，用戶就具備了一套完整的手動或鍵盤靜態(tài)控制的收發(fā)器設(shè)計指南。

芯片組結(jié)構(gòu)如下：RF接收頻帶為2110MHz至2170MHz、RF發(fā)射頻帶為1920MHz至1980MHz，且雙工濾波器連接到天線的每條通道以實現(xiàn)全雙工通信。共用的RF LO用于第一級轉(zhuǎn)換器，且它的合成器內(nèi)置在發(fā)射IC中。接收器中頻設(shè)置為190MHz、發(fā)射器中頻設(shè)置為380MHz，以滿足雙工頻率的間隔。用I/Q仿真信號與基帶處理器連接。

RF前端

MAX2388內(nèi)置一個高增益LNA和一路低電流平衡混頻器。LNA提供15dB增益(切換至低增益模式時為0dB)、噪聲系數(shù)(NF)為2dB；混頻器可提供近7dB的增益。雙工器損耗為3dB，RF級間濾波器在LNA輸出產(chǎn)生2.5dB損耗，帶內(nèi)前端凈增益約為18.5dB (高增益模式)、噪聲系數(shù)約為5dB。混頻器輸出端需要增加益路IF SAW濾波器的低阻匹配電路，用來抑制LO基頻。本設(shè)計采用獨立的平衡混頻器，這是因為它在給定的性能指標(biāo)下可提供最低的功率損耗。它所要求的LO驅(qū)動電平很低，只需-10dBm。獲取更多資料，請參閱應(yīng)用筆記486："工作在WCDMA 190MHz中頻的MAX2388"。

IF調(diào)制器

MAX2309提供了IF放大器、IF LO合成器和針對接收通道的正交解調(diào)功能。它的IF可變增益放大器為I、Q基帶輸出提供-35dB至+40dB的單通道增益。芯片內(nèi)PLL和VCO提供了固定的第二級LO。由于正交解調(diào)器在LO通道上采用了一路2倍分頻器，所以將VCO基頻值設(shè)為2倍的IF，即380MHz。

基帶接口通過差分、直流耦合的I、Q信號連接。通過具有75dB信號電平范圍的AGC保持恒定的接收幅度。在額定靈敏度下估算的最小信號電平為10mV。發(fā)射幅度由軟件設(shè)置為600mV或900mVP-P。更多資料，請參閱應(yīng)用筆記902："工作于WCDMA系統(tǒng)190MHz IF的MAX2309/MAX2312"。

發(fā)射調(diào)制器

MAX2363為發(fā)射器IC，該芯片對需要發(fā)送的基帶I、Q差分輸入信號進行正交調(diào)制、IF與RF LO合成以及RF上變頻轉(zhuǎn)換。IF LO通過芯片內(nèi)的VCO和PLL合成，工作在760MHz。該信號在內(nèi)部被分成兩路，用于驅(qū)動正交調(diào)制器。正交調(diào)制器的輸出電平可通過一個3位的"IF DAC"或芯片內(nèi)全局模擬Vgc信號設(shè)置，使RF和IF信號保持協(xié)調(diào)工作。

RF發(fā)射和LO

利用片外VCO模塊，MAX2363還可以構(gòu)成RF PLL。RF LO的設(shè)置為高邊注入，為MAX2388接收混頻器提供約-10dBm輸入、為MAX2363發(fā)送上變頻轉(zhuǎn)換器提供-7dBm的輸入。上變頻轉(zhuǎn)換器輸出驅(qū)動能夠在1920MHz至1980MHz的WCDMA頻段提供+8dBm的輸出，輸出電平的可控制范圍大于58dB，同時保持規(guī)定的信號純度。為了滿足75dB的發(fā)送功率控制范圍，在功放輸入RF濾波器的前端添加一個外部pin變?nèi)?a target="_blank">二極管衰減器。

圖1. WCDMA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

審核編輯：郭婷