在三頻無線手機(jī)中給MAX2308 IF接收機(jī)IC使用三個IF濾波器

本篇應(yīng)用筆記描述了在一個三頻無線電話系統(tǒng)中如何給MAX2308使用三個IF濾波器。比較了使用183.6MHz RF開關(guān)的方法。差分輸入和RF開關(guān)一起改善了插入損耗并減少了元件數(shù)量。文中給出了實例電路的原理圖。

現(xiàn)代CDMA (碼分多址) 3GPP蜂窩移動無線標(biāo)準(zhǔn)要求接收機(jī)具有GPS (全球定位系統(tǒng))功能并且必須支持遺留下來的AMPS模式。設(shè)計者們通過在接收機(jī)中使用三個不同的IF (中頻)濾波器滿足這一要求。一個IF濾波器用于CDMA通道，一個用于AMPS通道，還有一個用于GPS。雖然CDMA通道的帶寬相對較寬，但不幸的是它并不夠滿足GPS的要求。這就是當(dāng)AMPS、GPS與CDMA同時實現(xiàn)時需要三個IF濾波器的原因。

Maxim的MAX2308 IC是低成本超外差移動電話接收機(jī)的高集成度組成模塊。這款I(lǐng)C具有動態(tài)范圍寬的雙輸入IF可變增益放大器(VGA)、帶有PLL (鎖相環(huán))的低相位噪聲IF VCO (壓控振蕩器)和一個IQ解調(diào)器。將MAX2308與三個IF濾波器有效地結(jié)合在一起使用對手機(jī)設(shè)計工程師來說看起來有些困難，因為MAX2308本身僅支持兩個IF濾波器通道。設(shè)計MAX2308的時候人們普遍認(rèn)為兩IF通道對于絕大多數(shù)無線手機(jī)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)來說都是足夠的。

183.6 MHz RF切換器

給MAX2308使用三個IF濾波器的常見解決方案是用一個RF SPDT (單刀雙擲)開關(guān)讓兩個IF濾波器復(fù)用一個MAX2308 IF輸入。這一技術(shù)通常實現(xiàn)的是AMPS和GPS IF濾波器之間的切換。

三個濾波器現(xiàn)在最普遍使用的IF頻率是183.6MHz。這一頻率對于任何通用的模擬、低頻開關(guān)來說都太高了。高頻開關(guān)在這個頻率工作是沒有問題的，但是會使插入損耗(IL)升高。另一個與IL有關(guān)的問題是RF開關(guān)的設(shè)計和規(guī)范都是用于50Ω系統(tǒng)的。而大多數(shù)IF SAW濾波器的輸出阻抗約為150Ω，IF VGA的輸入阻抗是在1kΩ數(shù)量級的。在這些條件下，典型的RF開關(guān)的插入損耗約為5dB。使用如圖1所示的原理圖對任意具有高阻抗輸入和輸出負(fù)載的RF開關(guān)的插入損耗進(jìn)行測量。典型的IF SAW濾波器的插入損耗為5dB，再加上RF切換器的5dB損耗，接收機(jī)就必須提供10dB的增益。如果VGA超出了動態(tài)范圍就不可能實現(xiàn)這一增益。

圖1.

如果將IF SAW濾波器匹配到50Ω的開關(guān)并且將50Ω的開關(guān)匹配到高阻抗IF VGA (見圖2)，情況會有所改善。

圖2.

這種解決方案是優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)并存的。

其優(yōu)點(diǎn)包括：

RF開關(guān)插入損耗降低至3dB或更低。{大多數(shù)砷化鎵FET RF開關(guān)不是為低于500MHz的頻率設(shè)計的。大于500MHz時這種類型的開關(guān)可以實現(xiàn)小于1dB的插入損耗。}

為調(diào)諧IF SAW匹配網(wǎng)絡(luò)提供了方便的50Ω參考點(diǎn)。盡管這一好處并不是有意實現(xiàn)的，但是在對系統(tǒng)進(jìn)行最初的調(diào)試和優(yōu)化時有了這個優(yōu)點(diǎn)可以提供很多方便。

缺點(diǎn)有：

必須設(shè)計并且在PCB上增加一個額外的匹配網(wǎng)絡(luò)。

所需的高阻抗轉(zhuǎn)換比為元件的選擇設(shè)置了更多的限制。必須使用高Q值和精確的元件。

取值高、高Q值、公差容限小的電感體積較大而且通常需要特殊的屏蔽。

額外使用的元件其取值和公差容限一般是非標(biāo)準(zhǔn)的，這讓滿足BOM的要求變得更困難

支持三個IF濾波器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

MAX2308有兩個差分輸入：一個用于CDMA IF輸入，另一個輸入配置為單端結(jié)構(gòu)。由于被旁路到AC地，單端模式浪費(fèi)差分輸入信號的? 。使用單端配置是因為對差分匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行整流將極大地使系統(tǒng)原理復(fù)雜化，這個缺點(diǎn)超過了差分模式的優(yōu)點(diǎn)。

另一種解決方案是通過一個適當(dāng)?shù)钠ヅ渚W(wǎng)絡(luò)將每一個IF濾波器分別連接到差分IF VGA的一端。同時，IF VGA的每一個輸入端通過一個“大”電容連接到SPDT RF開關(guān)的輸入。開關(guān)的輸出接AC地。工作時，利用RF開關(guān)把不使用的通道切換到AC地就可以選擇所需的IF通道。因為VGA輸入和IF SAW輸出匹配網(wǎng)絡(luò)是高阻抗電路，切換器阻抗在IF頻率下可以實現(xiàn)近乎完美的短路。這種方法的另一個優(yōu)點(diǎn)是開關(guān)給有源IF濾波器通道引入的損耗很小或者幾乎沒有。這種方法的一個實例如圖3所示。

圖3.

審核編輯：郭婷