用于MAX3580的前端雙工濾波器

本文介紹了一個(gè)雙工濾波器方案，僅由五個(gè)電容和兩個(gè)電感組成，用于MAX3580直接變換DVB-T調(diào)諧器。 在噪聲系數(shù)下降不到0.8dB的前提下，二階截點(diǎn)(IIP2)提高至少25dB。 調(diào)諧到VHF頻段時(shí)，該雙工濾波器提供與UHF頻段之間15dB的隔離度； 而調(diào)諧到UHF頻段時(shí)，濾波器提供與VHF頻段之間優(yōu)于32dB的隔離度。

概述

MAX3580是一款集成的直接變換調(diào)諧器，用于數(shù)字視頻陸地廣播(DVB-T)。 本文討論了在MAX3580輸入端增加一個(gè)雙工濾波器，可以改善二階輸入截點(diǎn)(IIP2)的案例。 集成輸入開關(guān)使MAX3580能夠選擇雙工濾波器中的其中一組進(jìn)行濾波，使所需頻段的信號(hào)通過，同時(shí)抑制干擾頻段的信號(hào)。 這一特點(diǎn)使雙工濾波器尤其適合DVB-T應(yīng)用，因?yàn)镈VB-T規(guī)定的頻率范圍包括兩個(gè)單獨(dú)頻段。 由于兩個(gè)頻段相互獨(dú)立，當(dāng)需要抑制其中一個(gè)頻段的信號(hào)時(shí)，只需選擇雙工濾波器中的一組。 通過對干擾頻段信號(hào)的抑制，二階失真指標(biāo)得以改善，因?yàn)樵斐啥A失真的因素即來自于干擾頻段。

工作原理

MAX3580完全集成的直接變換調(diào)諧器設(shè)計(jì)用于DVB-T應(yīng)用。 該款集成調(diào)諧器覆蓋的輸入頻率范圍包括170MHz至230MHz (VHF-III)和470MHz至878MHz (UHF)。 MAX3580集成了一個(gè)RF輸入開關(guān)和多頻段跟蹤濾波器，提供了一個(gè)低功耗調(diào)諧器方案，無需考慮二次變頻方案中的成本、功耗問題。 這種零中頻架構(gòu)省去了所有的聲表濾波器，向解調(diào)器直接輸出基帶I和Q信號(hào)。

圖1. MAX3580功能框圖

雙工濾波器

由于在DVB-T應(yīng)用中使用兩個(gè)獨(dú)立的頻段(VHF和UHF)，這樣就可以用一個(gè)雙工濾波器與MAX3580的輸入開關(guān)配合工作，改善二階輸入截點(diǎn)(IIP2)的性能，并抑制較強(qiáng)的帶外信號(hào)。 集成輸入開關(guān)如圖1所示，圖2和表1是所推薦的雙工濾波器。 雙工濾波器的兩個(gè)輸入端都連接至天線輸入連接器J35。 VHF濾波器的輸出端連接到MAX3580的RFIN2引腳，UHF濾波器的輸出端連接到MAX3580的RFIN引腳。

圖2. MAX3580雙工濾波器原理圖

當(dāng)接收機(jī)調(diào)諧到VHF頻段時(shí)，輸入開關(guān)設(shè)置為通過低通濾波器接收信號(hào)，使VHF頻段的信號(hào)通過，同時(shí)抑制UHF頻段的信號(hào)。 同樣，當(dāng)接收機(jī)調(diào)諧到UHF頻段時(shí)，輸入開關(guān)設(shè)置為通過高通濾波器接收信號(hào)，使UHF頻段的信號(hào)通過，同時(shí)抑制VHF頻段的信號(hào)。 對于MAX3580中沒有使用的濾波器進(jìn)行端接。 在MAX3580評估軟件中，點(diǎn)擊RF輸入選擇框選擇RFIN2，以選擇RFIN2引腳接收VHF頻段的信號(hào)。 類似地，點(diǎn)擊RF輸入選擇框選擇RFIN，以選擇RFIN引腳接收UHF頻段的信號(hào)。 圖3所示為測量MAX3580評估板(版本1)得到的這兩個(gè)濾波器的頻率響應(yīng)曲線。

圖3. 雙工濾波器的抑制和插入損耗測量值

雙工濾波器與MAX3580配合使用，在同一個(gè)評估板上測量的對干擾頻段的隔離度如圖4所示。 當(dāng)調(diào)諧到VHF頻段時(shí)，UHF頻段的信號(hào)衰減15dB (典型值)； 調(diào)諧到UHF頻段時(shí)，VHF頻段的信號(hào)衰減至少32dB。

圖4. 雙工濾波器與MAX3580配合使用時(shí)與干擾頻段之間的隔離度

這一專有方案提高了IIP2指標(biāo)，同時(shí)對總噪聲系數(shù)的影響最小。 IIP2在VHF頻段的改善歸功于對UHF頻段的衰減，因?yàn)閁HF頻段在VHF頻段產(chǎn)生A-B失真。 同樣，UHF頻段IIP2的改善歸功于對VHF頻段信號(hào)的衰減，因?yàn)閂HF頻段在UHF頻段產(chǎn)生A+B和A-B失真。

從表2可以看出，雙工濾波方案對于所選輸入頻率和LO的IIP2改善了超過了30dB，噪聲系數(shù)下降不到0.8dB。 從圖4可以看出IIP2在其它方面的改善，通過對帶外輸入信號(hào)的隔離提高了IIP2。 當(dāng)兩個(gè)輸入頻率均在頻帶以外時(shí)，對兩者衰減的總和即為IIP2的改善。 因此，當(dāng)輸入頻率為707.5MHz、878MHz，LO頻率為170MHz時(shí)，IIP2仍至少可提高25dB。

結(jié)論

通過一個(gè)分立雙工濾波器與MAX3580 DVB-T集成調(diào)諧IC配合使用，可以改善二階輸入截點(diǎn)(IIP2) 25dB以上，并加強(qiáng)對帶外大信號(hào)的抑制，代價(jià)是降低了接收系統(tǒng)的噪聲系數(shù)，但只降低了不到0.8dB。

審核編輯：郭婷