本篇應(yīng)用筆記描述了在一個(gè)三頻無(wú)線(xiàn)電話(huà)系統(tǒng)中如何給MAX2308使用三個(gè)IF濾波器。比較了使用183.6MHz RF開(kāi)關(guān)的方法。差分輸入和RF開(kāi)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(shí)例電路的原理圖。
現(xiàn)代CDMA (碼分多址) 3GPP蜂窩移動(dòng)無(wú)線(xiàn)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(lái)的AMPS模式。設(shè)計(jì)者們通過(guò)在接收機(jī)中使用三個(gè)不同的IF (中頻)濾波器滿(mǎn)足這一要求。一個(gè)IF濾波器用于CDMA通道,一個(gè)用于AMPS通道,還有一個(gè)用于GPS。雖然CDMA通道的帶寬相對(duì)較寬,但不幸的是它并不夠滿(mǎn)足GPS的要求。這就是當(dāng)AMPS、GPS與CDMA同時(shí)實(shí)現(xiàn)時(shí)需要三個(gè)IF濾波器的原因。
Maxim的MAX2308 IC是低成本超外差移動(dòng)電話(huà)接收機(jī)的高集成度組成模塊。這款I(lǐng)C具有動(dòng)態(tài)范圍寬的雙輸入IF可變?cè)鲆娣糯笃?/u>(VGA)、帶有PLL (鎖相環(huán))的低相位噪聲IF VCO (壓控振蕩器)和一個(gè)IQ解調(diào)器。將MAX2308與三個(gè)IF濾波器有效地結(jié)合在一起使用對(duì)手機(jī)設(shè)計(jì)工程師來(lái)說(shuō)看起來(lái)有些困難,因?yàn)镸AX2308本身僅支持兩個(gè)IF濾波器通道。設(shè)計(jì)MAX2308的時(shí)候人們普遍認(rèn)為兩IF通道對(duì)于絕大多數(shù)無(wú)線(xiàn)手機(jī)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)都是足夠的。
183.6 MHz RF切換器
給MAX2308使用三個(gè)IF濾波器的常見(jiàn)解決方案是用一個(gè)RF SPDT (單刀雙擲)開(kāi)關(guān)讓兩個(gè)IF濾波器復(fù)用一個(gè)MAX2308 IF輸入。這一技術(shù)通常實(shí)現(xiàn)的是AMPS和GPS IF濾波器之間的切換。
三個(gè)濾波器現(xiàn)在最普遍使用的IF頻率是183.6MHz。這一頻率對(duì)于任何通用的模擬、低頻開(kāi)關(guān)來(lái)說(shuō)都太高了。高頻開(kāi)關(guān)在這個(gè)頻率工作是沒(méi)有問(wèn)題的,但是會(huì)使插入損耗(IL)升高。另一個(gè)與IL有關(guān)的問(wèn)題是RF開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)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(jí)的。在這些條件下,典型的RF開(kāi)關(guān)的插入損耗約為5dB。使用如圖1所示的原理圖對(duì)任意具有高阻抗輸入和輸出負(fù)載的RF開(kāi)關(guān)的插入損耗進(jìn)行測(cè)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(dòng)態(tài)范圍就不可能實(shí)現(xiàn)這一增益。
圖1.
如果將IF SAW濾波器匹配到50Ω的開(kāi)關(guān)并且將50Ω的開(kāi)關(guān)匹配到高阻抗IF VGA (見(jiàn)圖2),情況會(huì)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(kāi)關(guān)插入損耗降低至3dB或更低。{大多數(shù)砷化鎵FET RF開(kāi)關(guān)不是為低于500MHz的頻率設(shè)計(jì)的。大于500MHz時(shí)這種類(lèi)型的開(kāi)關(guān)可以實(shí)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(shí)現(xiàn)的,但是在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行最初的調(diào)試和優(yōu)化時(shí)有了這個(gè)優(yōu)點(diǎn)可以提供很多方便。
缺點(diǎn)有:
必須設(shè)計(jì)并且在PCB上增加一個(gè)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(mǎn)足BOM的要求變得更困難
支持三個(gè)IF濾波器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
MAX2308有兩個(gè)差分輸入:一個(gè)用于CDMA IF輸入,另一個(gè)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(hào)的? 。使用單端配置是因?yàn)閷?duì)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(gè)缺點(diǎn)超過(guò)了差分模式的優(yōu)點(diǎn)。
另一種解決方案是通過(guò)一個(gè)適當(dāng)?shù)钠ヅ渚W(wǎng)絡(luò)將每一個(gè)IF濾波器分別連接到差分IF VGA的一端。同時(shí),IF VGA的每一個(gè)輸入端通過(guò)一個(gè)“大”電容連接到SPDT RF開(kāi)關(guān)的輸入。開(kāi)關(guān)的輸出接AC地。工作時(shí),利用RF開(kāi)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?yàn)閂GA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(shí)現(xiàn)近乎完美的短路。這種方法的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是開(kāi)關(guān)給有源IF濾波器通道引入的損耗很小或者幾乎沒(méi)有。這種方法的一個(gè)實(shí)例如圖3所示。
圖3.
審核編輯:郭婷
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