MAX2721直流上變頻器最大限度地減少了芯片數(shù)量，非常適合寬帶應(yīng)用

本文介紹用于寬帶發(fā)送器的MAX2721。描述了2.3GHz的WCDMA應(yīng)用。在2.4GHz下直接轉(zhuǎn)換很困難，因?yàn)镮/Q幅度和相位匹配必須非常好。MAX2721通常具有±0.2dB和±1度匹配、31dB載波抑制、35dB邊帶抑制和32dB增益控制范圍。驅(qū)動(dòng)放大器提供+12.5dBm和1dB壓縮點(diǎn)。性能摘要顯示，在 6MHz 頻率下，WCDMA 應(yīng)用中的 EVM 為 6.2300%。

介紹

無(wú)線行業(yè)正面臨著提高數(shù)據(jù)速率和信道容量的需求，以提供高質(zhì)量的多媒體性能服務(wù)。這些系統(tǒng)通常需要擴(kuò)頻技術(shù)，例如根據(jù)IEEE? 2.4b，在802.11GHz頻段的無(wú)線LAN應(yīng)用中對(duì)直接序列擴(kuò)頻（DSSS）系統(tǒng)進(jìn)行更高速率擴(kuò)展。第三代系統(tǒng)，如3GPP和無(wú)線本地環(huán)路（WLL），也采用WCDMA（寬帶碼分多址）調(diào)制方案，分別以5MHz和10MHz信道間隔工作。

MAX2721直接上變頻正交調(diào)制器IC專門(mén)設(shè)計(jì)用于簡(jiǎn)化2.4MHz頻段的寬帶發(fā)送器設(shè)計(jì)。與基于中頻的發(fā)送器架構(gòu)相比，它降低了系統(tǒng)成本，因?yàn)槭∪チ酥蓄l振蕩器和頻率合成器。在本應(yīng)用筆記中，針對(duì)工作頻率為2.3GHz的完整直接上變頻器WCDMA發(fā)送器（用于WLL應(yīng)用）的系統(tǒng)性能進(jìn)行了表征，展示了一種新型、簡(jiǎn)單、優(yōu)雅的中頻發(fā)送器替代方案。有關(guān)用于表征的變送器框圖，請(qǐng)參見(jiàn)圖1。

圖1.MAX2721直接變頻發(fā)送器框圖

寬帶發(fā)射機(jī)的要求和問(wèn)題

MAX2721 I/Q輸入端口的額定帶寬為-1dB，帶寬為20MHz，阻抗為1kΩ。實(shí)驗(yàn)確定-1dB輸入帶寬在44Ω時(shí)為300MHz，在250Ω時(shí)為50MHz。因此，MAX2721足以適應(yīng)任何需要如此寬基帶帶寬的新無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)。

2.4GHz頻段的直接變頻調(diào)制給RF IC設(shè)計(jì)人員帶來(lái)了一些設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，特別是LO信號(hào)所需的I/Q幅度和相位平衡以及正交精度。傳統(tǒng)上，正交調(diào)制器的工作在低于300MHz的IF頻率。在更高的工作頻率下，幅度和相位匹配變得更加難以實(shí)現(xiàn)。由于正交LO生成不足和/或幅度不平衡以及2.4GHz時(shí)的直流偏移，可能會(huì)出現(xiàn)邊帶和載波抑制不足。矢量幅度和相位精度最好通過(guò)誤差矢量幅度（EVM）測(cè)量來(lái)表征。假設(shè)來(lái)自DSP的調(diào)制I/Q信號(hào)具有最小的幅度/相位誤差和直流失調(diào)，MAX2721的增益和相位不平衡通常分別為±0.2dB和±1.0度，能夠?qū)崿F(xiàn)31dB的載波抑制和35dB的邊帶抑制。

另一個(gè)主要關(guān)注的問(wèn)題是VCO注入通過(guò)功率放大器（PA）的強(qiáng)信號(hào)電平拉動(dòng)發(fā)射頻率合成器。以VCO調(diào)諧頻率為中心的PA輸出的高功率調(diào)制波形通過(guò)傳導(dǎo)或輻射泄漏回VCO。設(shè)計(jì)人員必須極其關(guān)注PCB布局和屏蔽技術(shù)，以便在PA和VCO之間提供足夠的隔離。MAX2721具有片內(nèi)LO倍增器，可減少這種注入牽引現(xiàn)象。為了進(jìn)一步增強(qiáng)導(dǎo)通隔離，采用MAX2472 VCO緩沖器。MAX2472在2.4GHz時(shí)的典型反向隔離為26dB。

MAX2721通常具有32dB的可變功率控制范圍。這對(duì)于IEEE 802.11b應(yīng)用來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠了，并且無(wú)需在發(fā)射器陣容中增加可變?cè)鲆娣糯笃?/u>。WLL 應(yīng)用的額外功率控制范圍可通過(guò) PIN 二極管衰減器和可變?cè)鲆?PA 來(lái)實(shí)現(xiàn)，以提高功率放大器效率。在圖1所示的PA電路中，PHEMT器件上的柵極和漏極電壓均不同，以提供可變?cè)鲆?，同時(shí)在低功耗運(yùn)行時(shí)降低漏極電流。MAX2721還包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)放大器，壓縮點(diǎn)為+1.12dBm。根據(jù)調(diào)制波形的峰均比，該驅(qū)動(dòng)放大器可提供足夠的線性功率，以便與無(wú)線行業(yè)的各種功率放大器接口。變送器的性能總結(jié)如表5所示。