带有集成电压调节器的CDMA发信机中频子系统芯片AD6122

2006-05-07 15:50:06来源: 国外电子元器件

    增益控制输入端接收来自DAC输出的增益控制电压输入,可提供97dB的增益控,并可使用内部参考或者外部参考来设定增益控制标度因子。

    I/O调制器作用差分正交基带输入,该输入来自CDMA基带转换器。AD6122芯片能以两倍于中频的旁路注入本振信号。并在除2的正交产生器后接有多相位滤波器,其正交准确度可保证在±1度之内。

    调制器提供的共模参考输出可为基带转换器的发送DAC提供偏置,这样两个芯片间可采用直流耦合,从而避免了对耦合电容的充电和放电操作。因此AD6122和CDMA基带芯片可以最快的速度在正常工作状态和低功耗工作状态之间进行切换。

    AD6122中频子系统芯片采用25GHz的BiCMOS半导体工艺制造,主要特性如下:

    ●可在CDMA、W-CDMA、AMPS和TACS应用系统中与IS98A和PCS标准兼容;

    ●线性中频放大器具有-63dB~+34dB的分贝线性增益控制和带温度补偿的增益控制;

    ●正交调制器可调制从50MHz~350MHz的变动中频信号频率;

    ●采用集成低压降调节技术,可使用来自电池的2.9V~4.2V输入;

    ●低功耗;

    中等增益时电流消耗为10.4mA;

    睡眠模式时电流消耗小于10μA。

    ●具有与AD6122发信机芯片相配套的接收机中频芯片(AD6121)

    AD6122以其优越的性能可广泛用于CDMA、W-CDMA、AMPS和TACS系统和QPSK发信机系统。

    AD6122采用28脚SSOP封装,表1为其管脚功能描述。

表1 AD6122管脚描述

管脚 名  称 描    述 功      能
1 CDMA/FM CDMA或FM输入选择 模式选择:为1时为CDMA模式,为0时是FM模式
2 CDMAIPP CDMA正输入 来自CDMA SAW滤波器的中频输入,交流耦合
3 CDMAIPN CDMA负输入 来自CDMA SAW滤波器的中频输入,交流耦合
4 IFGND 中频地
5 FMIPP 中频正输入 来自FM SAW滤波器的中频输入,交流耦合
6 FMIPN 中频负输入 来自FM SAW滤波器的中频输入,交流耦合
7 IFVCC 中频电源VCC 中频AGC的电源VCC
8 DGND 数字地
9 LOIPP 本振正输入端 本振差分输入端,交流耦合
10 LOIPN 本振负输入端 本振差分输入端,交流耦合
11 DVCC 数字电源DVCC 控制逻辑的电源VCC
12 LDOC 低压降调节器晶体管集电极连接 连接到外部晶体管的集电极
13 LDOB 低压降调节器晶体管基极连接 连接到外部晶体管基极
14 LDOE 低压降调节器晶体管发射极连接 连接到外部PNP晶体管的发射极
15 PD2 解调器低功耗控制端 解调器低功耗控制输入,CMOS逻辑兼容
16 VGAIN 增益控制电压输入 接收来自外部DAC的增益控制电压
17 REFIN 增益控制参考输入 可接收来自REFOUT脚或外部1.23V的参考输入
18 REFOUT 参考输出 向REFIN脚和CDMA基带电路参考输入端提供1.23V的电压参考,以使增益控制DAC和AD6122使用相同的参考
19 PD1 中频放大器低功耗控制输入 中频放大器低功耗控制输入,CMOS逻辑电平兼容
20 QOPN Q路负输出 到基带电路Q路负输入端的连接
21 QOPP Q路正输出 到基带电路Q路正输入端的连接
22 IOPN I路负输出 到基带电路I路负输入端的连接
23 IOPP I路正输出 到基带电路I路正输入端的连接
24 LDOGND 地端
25 DEMIPP 解调器中频输入正端 到保护滤波器的解调器输出
26 DEMIPN 解调器中频输入负端 到保护滤波器的解调器输出
27 IFOPN 中频放大器中频输出负端 到保护滤波器的中频输出
28 IFOPP 中频放大器中频输出正端 到保护滤波器的中频输出

2 工作原理

    AD6122由大动态范围的中频放大器、正交产生器、I/O调制器、低压降调节器和低功耗控制电路等部分组成。

2.1 I/O调制器

    I/O解调器使用差分的正交基带输入,该输入来自CDMA基带转换器。本振信号频率是中频信号的2倍。正交产生器后接有两个多相位滤波器,可保证±1度的正交性,其简单电路图2所示。

2.2 中频放大增益控制

    中频放大器可提供86dB的增益控制范围。输入级使用差分连续可变衰减器。这些低噪声衰减器由差分R-2R梯形电阻网络、线性内插器和固定增益放大器组成。中频增益的大部分由级联的三组宽带放大器提供。中频放大器的差分输入阻抗为1kΩ。与调制器的输出类似,中频放大器的输出为差分电流,它会随着增益控制电压的变化而改变。为了获得所需的特定增益,中频放大器的输出应使用1kΩ的差分负载。

    增益控制电路内部还有温度补偿电路,可选择使用内部或外部的参考来调整增益标这因子。增益控制输入使用来自DAC的增益控制电压,它可提供97dB的增益控制范围。

    外部增益控制信号的噪声应尽可能的小。在一个典型的无线通信应用中,建议对此信号进行滤波以减少噪声。使用含有噪声的输入信号将在AD6122的输出端产生带内和邻信道干扰。使用简单的RC滤波器可降低噪声,但是在设计时应特别小心。如果选用的电阻值太大,将在此电阻上产生较大的压降,其结果是得到的增益要比期望的值小。对于具有20kHz带度的RC滤波器,建议使用1kΩ的电阻和8.2nF的电容。

2.3 低功耗控制

    A左AD6122在工作时,首先是中频放大器和I/O解调器被激活,然后是只有中频放大器激活或者中频放大器和解调器都处于低功耗状态。这些不同模式的实现由PD1脚和PD2脚来控制。具体控制方法见表2所列。

表2 AD6122的低功耗控制

PD1 PD2 中频放大器 解调器
0 0
0 0
1 0 无效状态 无效状态
1 1

2.4 低压降调节器

    AD6122内部集成了一个低压降调节器。这样便可使用2.9~4.2V的电池输入并提供2.7V的输出(5脚,LDOC)。该2.7V的信号可为DVCC(10脚)、TXVCC(13脚)、IFVCC(25脚)提供所需的直流电压。为了配置低压降调节器,可使用hFE最小为100,最大为300的外部晶体管,且VCE饱和电压应为-0.4V。

2.5 保护滤波器

    当AD6122的中频放大器和解调器都被激活时,从中频放大器的输出端和IQ调制器的输入端观测的寄生阻抗将足够大,这样产生的低通滤波器会衰减中频信号。因此,应使用一外部电感与之形成并联谐振电路来消除寄生电容的影响。把外部电感和内部的寄生电容所构成的电路称作保护滤波器。

    该外部电感值是工作的中频频率的函数。其准确值与印制板布局有关,具体选用电感值时需要调整确定。实际应用时可在表3中的值附近进行调整选用。

表3 保护滤波器的电感值

中频率 保护滤波器电感值
50~125MHz 470nH
126~200MHz 150nH
201~275MH 68nH
276~350MHz 27nH

    图3所示为AD6122与基带转换器的连接电路。AD6122到CDMA基带转换器的接口可使用中频或基带输入。基带转换器的基带输出直接连接到AD6122的基带输入端。把基带转换器上的发送AGC信号用DAC输出,然后通过一个由电阻和电容组成的低通滤波器连接到D6122的VGAIN脚上。

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