带有集成电压调节器的CDMA接收机中频子系统芯片AD6121

2006-05-07 15:50:06来源: 国外电子元器件

    AD6121的主要特点如下:

    ●可与IS98A和PCS标准兼容,适用于CD-MA,W-CDMA,AMPS和TACS应用系统;

    ●片内线性中频放大器的噪声系数为5.9dB,具有-47.5dB到+47dB的分贝线性增益控制能力;

    ●正交解调器可解调50MHz~350MHz的中频信号;

    ●内含集成低压降调节器,具有200mV的调节器压降,可使用来自电池的2.9~4.2V的输入;

    ●功耗低,中等增益时电流消耗为10mA,睡眠模式时电流消耗小于1μA;

    ●有配套的发送中频芯片AD6122可供使用。

1.2 引脚功能

    AD6121中频子系统接收芯片的引脚功能说明如表1所列。它共有28个引脚。

2 工作原理

表1 AD6121的管脚描述

管脚号 管脚号名称 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时为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 连接到外部晶体管的基极
14 LODE 低压降调节器晶体管射极连接 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电压参考,这样增益控制DAC和AD6121使用相同参考
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 LODGND 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

    AD6121的原理功能框图如图2所示。它由大动态范围的中频放大器、正交产生器、IQ解调器、低压调节器和低功耗控制器等组成。

    AD6121用于CDMA系统时,接收所需要的CDMA信号大约为6mV(峰峰值),干扰信号比需要的信号高42dB,大约为700mV(峰峰值)。因此,能满足CDMA系统的指标要求。

2.1 中频放大器和增益控制

    AD6121的中频增益由CDMA和FM输入级两个单元提供,并在其后连接三级级联的中频放大器,其增益和输入带宽对于FM和CDMA两种模式是完全相同的。当CDMA/FM脚为高电平时,CDMA模式被使能;为低时,使能FM模式。

    中频放大器可工作于两种配置中:一种配置是IQ解调器工作于正常功耗模式,另一种工作于低功耗模式。IQ解调器的功耗设定由PD2脚完成。

    AD6121的总增益分贝数与自动增益控制电压VGAIN成线性关系。使用18脚或外部电压参考可设定VGAIN的范围。当内部电压参考REFOUT连接到REFIN脚时,VGAIN会控制AGC的范围,通常该值设定在0.5~2.5V之间。最小的增益产生在VGAIN最小时,最大的增益产生在VGAIN最大时。最大和最小的增益不会随REFIN脚电压的变化而改变。但是,增益的斜率会随VGAIN范围的变化而变化。

2.2 I和Q解调器

    I和Q解调器将其提供的差分正交基带输出送到CDMA基带转换器。除敢中频放大级提供的5.6dB的增益外,解调顺还提供5.6dB的电压增益。I和Q解调器的输出应进行低通滤波,滤波器通常应具有16MHz的带宽。

    正交产生器后接多相位滤波器,以保证正交性位于±1度之内。

2.3 低功耗控制

    AD6121具有三种工作模式:中频放大器和IQ路解调器均被激活、只有中频放大器激活、或者中频放大器和解调都处于低功耗状态。这些不同模式的实现由PD1脚和PD2脚控制,具体设置见表2。

表2 AD6121的低功耗控制

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

2.4 低压降调节器

    AD6121内部集成了一个低压降调节器。该调节器可使用2.9V到4.2V的输入,能提供2.7V的输出(12脚,LDOC)。该2.7V的信号可为DVCC(11脚)和IFVCC(7脚)提供所需的直流电压。为了配置该低压降调节器,应使用外部晶体管。其晶体管的hFE最小应为100,最大为300,且其饱和电压应为-0.4V。

    如果不使用低压降调节器而使用外部调节器,可将LDOE、LDOC和LDOB三端连在一起接到外部调压器上。

2.5 保护滤波器

    当AD6121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解调器的输入端看去的寄生阻抗将很高,这相当于一个低通滤波器,可用于衰减中频信号。因此,应使用外部电感与之形成并联谐振电路,以消除寄生电容的影响。这样外部电感和内部寄生电容就构成了所谓的保护滤波器。

    保护滤波器可由中频放大器差分输出端之间的电感组成,由于中频放大器的输出馈送到IQ解调器时解调器是激活的,且中频放大器的输出不是集电极开路。因此,不需要上拉电阻,仅用10nF的电容进行交流解耦即可。

    选择上拉电感时,可让中频扫描,并在频谱分析仪上观察中频放大器的输出。因为I和Q输出信号在直流到16MHz范围内应当是平坦的,而IQ输出端的低通滤波器会衰减此信号。如使用的保护滤波器电感适宜,则IQ的输出信号幅度将高于其它保护滤波器电感值时的信号幅度。

3 典型应用

    AD6121以其优越的性能可广泛地用于CDMA、WCDMA、AMPS和TACS等系统中作接收机,也可以用作QPSK接收机。

    图3为AD6121的典型应用连接。AD6121到CDMA基带转换器的接口可使用中频或基带输入。然后把AD6121的基带输出直接连接到基带转换器即可。

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/network/200605/2998.html
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