如何使用調制器探究手機射頻和混合信號集成設計

　　采用CMOS功率放大器

　　一直以來，蜂窩電話都使用超外差接收器和發(fā)射器。但是，隨著對包含多標準（GSM、cdma2000和W-CDMA）的多模終端的需求不斷增長，直接轉換接收器和發(fā)射器架構變得日趨流行。在過去十年中，集成電路技術取得長足發(fā)展，使得在單一芯片上集成各種不同的RF、混合信號和基帶處理功能成為可能。一個典型的蜂窩收發(fā)器（見圖）包括RF前端、混合信號部分和實際的基帶處理部分。就接收器而言，通常的架構選擇包括直接轉換到直流、極低中頻（IF） 和直接采樣。直接轉換到直流的方法會受直流偏移和低頻噪音干擾，而低IF可以減輕這類干擾，但鏡像抑制卻是一個關鍵性挑戰(zhàn)。RF的直接采樣則存在一些固有缺陷，如低頻噪音、寬帶信號的交疊以及動態(tài)范圍需求。在上述所有架構中，關鍵的挑戰(zhàn)是集成模擬和數(shù)字功能。一旦信號下變換為直流或極低中頻，不希望的干擾信號會伴隨有用信號產生，而且其強度明顯高于有用信號。對這種混合信號進行數(shù)字化處理需要一個高動態(tài)范圍的A/D轉換器，該轉換器必須具有出色的噪音和無雜散動態(tài)范圍性能。以GSM通信為例，偏移載波3MHz處的干擾信號比有用信號高76dB，而偏移600KHz處的干擾信號比有用信號高56dB。這確定了A/D轉換器的上限。此外，在參考靈敏度水平，A/D輸入端的有用信號可能只有1mV（-60dBV）。為了不降低噪音指數(shù)性能，量化噪音的基底必須足夠低，對1mV信號要求是在-80dBV。另一方面，CDMA和W-CDMA具有更低的信噪比要求，所以可容忍的量化噪音基底范圍相對較寬。高動態(tài)范圍的Σ-Δ轉換器可以從連續(xù)時間轉換器到離散采樣時間轉換器等不同類型的器件中進行選擇。連續(xù)時間A/D轉換器的優(yōu)勢是提供了抗交疊濾波器，它可以嵌入作為轉換器的一部分。而離散時間轉換器則需要在轉換器前放置一個抗交疊濾波器，以消除頻譜鏡像。調制器的階數(shù)是影響動態(tài)范圍的另一個設計參數(shù)。高階調制器可以增加動態(tài)范圍，但會導致潛在的穩(wěn)定性問題。單位量化器與多位量化器之比也會影響動態(tài)范圍特性。每個附加位可以提供6dB的動態(tài)范圍，但這個拓撲結構需要在反饋通道中進行不匹配修整，以獲得所需的動態(tài)范圍。