引言
設(shè)想一下,某個(gè)設(shè)備可以使您在家里實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的手機(jī)接聽,并允許您和您的家人無限制地使用語音和數(shù)據(jù)通信,而且月費(fèi)用很低。毫微微基站就是這樣的設(shè)備,甚至還能提供更多的功能,它通常也稱為毫微微蜂窩基站。當(dāng)將這種小型的無線設(shè)備放置于家庭或辦公室內(nèi)時(shí),它能改善本地?zé)o線覆蓋率,這有望顯著改變無線基礎(chǔ)設(shè)施的產(chǎn)業(yè)格局。
圖1展示了毫微微蜂窩的概念。傳統(tǒng)的基站提供更大范圍的覆蓋,而毫微微蜂窩可在更小的區(qū)域內(nèi)提供無線覆蓋,例如住宅。毫微微蜂窩通過用戶的寬帶互聯(lián)網(wǎng)連接將手機(jī)信息流傳遞到網(wǎng)絡(luò),因而減輕無線網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載。毫微微蜂窩改善了網(wǎng)絡(luò)的容量,同時(shí)減少了信號(hào)的回程路徑,降低了功耗以及運(yùn)營商的維護(hù)成本。它還使運(yùn)營商可以參與家庭通信業(yè)務(wù)的競爭,在這個(gè)領(lǐng)域他們的信號(hào)覆蓋通常有限。運(yùn)營商可以通過增加用戶的手機(jī)月費(fèi)來補(bǔ)貼毫微微蜂窩的投入成本。當(dāng)處于毫微微蜂窩區(qū)域時(shí),所有的手機(jī)費(fèi)用都被包括在家庭開銷預(yù)算內(nèi),允許無限制地使用語音和數(shù)據(jù),而不會(huì)產(chǎn)生很高的月費(fèi)用。由于距離毫微微蜂窩很近,因此可以達(dá)到很高的連接質(zhì)量,這同時(shí)可以降低手機(jī)的電池耗電量。毫微微蜂窩還克服了3G信號(hào)從基站穿透墻體的制約,因而可以實(shí)現(xiàn)非常高速的無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),例如瀏覽互聯(lián)網(wǎng)、下載音樂以及手機(jī)接收視頻流等。
圖1:毫微微蜂窩基站與宏蜂窩基站的對(duì)比。
毫微微蜂窩與Wi-Fi路由器類似,是基于經(jīng)過驗(yàn)證的無線基礎(chǔ)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn),例如UMTS、CDMA。而且它與新出現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)兼容,利用運(yùn)營商擁有的頻段提供有效的、魯棒性的無線連接。由于與現(xiàn)存的手機(jī)是兼容的,因此這種連接對(duì)于用戶來說是透明的。不像宏蜂窩通常將數(shù)十或者數(shù)百個(gè)基站匯集到一張核心網(wǎng)中,毫微微蜂窩網(wǎng)關(guān)必須管理數(shù)千甚至數(shù)百萬個(gè)的毫微微蜂窩節(jié)點(diǎn)。
毫微微蜂窩必須提供與手機(jī)基站相近的服務(wù)質(zhì)量(QoS),并且成本也相近,這對(duì)于無線設(shè)計(jì)工程師來說是一個(gè)獨(dú)特挑戰(zhàn)。毫微微蜂窩必須提供高質(zhì)量的語音服務(wù)和高速移動(dòng)數(shù)據(jù)服務(wù)(EVOD和HSPA),而成本僅為宏節(jié)點(diǎn)的幾分之一。為了解決這些挑戰(zhàn),毫微微蜂窩的設(shè)計(jì)必須利用低成本的制造技術(shù)和高度集成的電路來降低調(diào)校和測試時(shí)間。 由于毫微微蜂窩設(shè)備應(yīng)用于家庭,因此必須體積小巧、成本低廉,以及用戶可自行安裝。毫微微蜂窩的發(fā)射功率很低,在100mW級(jí)別,因此其設(shè)計(jì)必須注意到無線環(huán)境問題,以便降低無線干擾,滿足無線管制要求。3G毫微微蜂窩還必須能監(jiān)控UMTS信道以檢測附近的基站,以及檢測GSM信道,這樣當(dāng)用戶離開毫微微蜂窩區(qū)域時(shí),可以進(jìn)行恰當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)切換。
毫微微蜂窩可以被視為由兩個(gè)截然不同的功能組成:模擬前端和基帶處理器。前端部分,即本文討論的主題,將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成發(fā)射電路中的RF信號(hào),在接收鏈路中則相反。前端設(shè)計(jì)需要在集成度和性能之間進(jìn)行折衷。盡管分立解決方案可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整來提供最佳的性能,但是其成本對(duì)于毫微微蜂窩來說是不可接受的。相反,一個(gè)完全集成的解決方案可以帶來最低的成本,但是性能可能達(dá)不到要求。
圖2:基于ADI芯片組的毫微微蜂窩模擬前端的功能框圖。
圖2所示的是一個(gè)毫微微蜂窩設(shè)備的一個(gè)高層次功能框圖,設(shè)計(jì)用于支持工作于UMTS頻段的本地基站,以及監(jiān)測在850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz和2100MHz頻段的信號(hào)?;旌闲盘?hào)前端(MxFE®)基帶收發(fā)器 AD98631與 ADF4602-12集成無線收發(fā)器、ADL55423和ADL53204線性放大器、開關(guān)、濾波器和其它相關(guān)的支持電路共同組成了用于毫微微蜂窩的緊湊而高性能的前端。接下來將對(duì)圖中高亮的模塊進(jìn)行詳細(xì)描述。
在發(fā)射端,數(shù)字基帶將12位的并行數(shù)據(jù)流發(fā)送到AD9863中,AD9863再將這些數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成模擬I/Q基帶信號(hào)。基帶信號(hào)由ADF4602-1轉(zhuǎn)換為RF信號(hào),并由ADL5542和ADL5320構(gòu)成的增益級(jí)放大,然后發(fā)送到雙工器。功率檢測器用用于監(jiān)測RF輸出。一個(gè)單刀六擲(SP6T)開關(guān)用來選擇哪一條發(fā)送或接收監(jiān)測鏈路連接到唯一的天線。該信號(hào)鏈路在RF輸出連接器上提供13dBm的輸出功率,這符合3GPP TS25.104標(biāo)準(zhǔn)定義的發(fā)射ACLR參數(shù)。
接收鏈路包括聲表面波(SAW)濾波器和用于監(jiān)測主路徑的SPDT開關(guān)。匹配模塊由一個(gè)用于每個(gè)接收端口的簡單串聯(lián)/分流電感組成。ADF4602-1具有三個(gè)接收器輸入管腳:其中一個(gè)針對(duì)頻段1,另外兩個(gè)分別用于高頻段和低頻段監(jiān)測功能。頻段1接收功能可能在1960MHz到2140MHz之間切換,前者用于接收上行鏈路信號(hào),后者用于監(jiān)測下行鏈路頻率。ADF4602-1將選擇的RF信號(hào)下變頻并濾波,從而獲得基帶I/Q信號(hào)。AD9863中的雙ADC對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行采樣,并轉(zhuǎn)換為數(shù)字基帶的2個(gè)12位的并行碼流。
這種功能劃分給設(shè)計(jì)者帶來了靈活性,可確保信號(hào)鏈路的高性能,允許選擇數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的速度和分辨率以適合應(yīng)用要求。ADI提供的解決方案使設(shè)計(jì)者能將模擬前端與基帶功能結(jié)合起來,加速毫微微蜂窩設(shè)計(jì)的面市時(shí)間,同時(shí)隨著毫微微蜂窩市場的成熟,還具有能在未來整合ADI技術(shù)的好處。
ADF4602-1集成式無線收發(fā)器
圖3中的ADF4602-1為3G收發(fā)器,具有無可比擬的集成度和特性組合,非常適合高性能3G毫微微蜂窩。接收器基于直接變頻架構(gòu),是高集成度寬帶CDMA(W-CDMA)接收器的理想選擇,它完全集成了級(jí)間濾波器,從而降低了材料成本。接收基帶濾波器提供了可選的帶寬,可實(shí)現(xiàn)W-CDMA和GSM-EDGE無線信號(hào)的接收。可選的帶寬以及多頻段LNA輸入結(jié)構(gòu)使GSM/EDGE信號(hào)可作為UMTS家用基站的一部分被監(jiān)測。
ADF4602-1包含兩個(gè)完全集成的可編程頻率合成器,用于產(chǎn)生發(fā)送或接收的本地振蕩器(LO)信號(hào)。設(shè)計(jì)中使用了小數(shù)N分頻架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)低噪聲和快速鎖定。所有必要的器件,包括環(huán)路濾波器、VCO和諧振(tank)元件都完全集成在一起以實(shí)現(xiàn)發(fā)送或接收合成器。VCO運(yùn)行在兩倍的高頻頻率和四倍低頻頻率上,使VCO在期望頻率處和頻率調(diào)諧范圍需求內(nèi)的泄漏功率最低。VCO使用多頻段結(jié)構(gòu)來覆蓋寬的工作頻率范圍。設(shè)計(jì)中采用了頻率和幅度校準(zhǔn)來確保振蕩器總是工作在最佳性能條件下。由于自帶校準(zhǔn)功能,可以在200微秒的PLL鎖定時(shí)間內(nèi)發(fā)生,因而不需要用戶輸入。片上VCO輸出被饋入到經(jīng)過調(diào)整的緩沖器級(jí),然后再輸入到正交發(fā)生電路中。經(jīng)過調(diào)整的緩沖器確保在VCO傳輸中產(chǎn)生最低的電流和LO相關(guān)噪聲。正交發(fā)生器產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)調(diào)制器和解調(diào)器所需的非常準(zhǔn)確的調(diào)相信號(hào)。設(shè)計(jì)中采取了一些特殊的預(yù)防措施來提供發(fā)送或接收鏈路之間的隔離,這是頻分復(fù)用(FDD)系統(tǒng)所要求的。
圖3:ADF4602-1功能框圖。
此接收器前端包括三個(gè)高性能單端低噪聲放大器(LNA),允許器件支持三頻段應(yīng)用。其中兩個(gè)適合1800MHz到2170MHz的高頻段工作,而另一個(gè)適合于824MHz到960MHz。還完全集成了級(jí)間RF濾波功能,確保在混頻級(jí)之前帶外阻斷器能恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行信號(hào)衰減。單端的50Ω輸入結(jié)構(gòu)簡化了連接處理,可減少小尺寸單端接解復(fù)用器要求的匹配元件。其卓越的線性度確保該器件能與多種SAW和陶瓷濾波器復(fù)用器一起實(shí)現(xiàn)良好的性能。
高線性度解調(diào)器電路被用于將RF信號(hào)變換到基帶同步分量和正交分量。其中包括兩個(gè)解調(diào)制器部分,它們分別針對(duì)高頻段和低頻段LNA輸出進(jìn)行過優(yōu)化。高低頻段輸出被組合起來直接傳輸?shù)交鶐У屯V波器的第一級(jí),這樣在基帶放大之前減少了最大的強(qiáng)干擾信號(hào)。接收器合成器部分為VCO分布系統(tǒng)的混頻器提供了正交LO驅(qū)動(dòng)??删幊谭诸l器允許使用相同的VCO用于高頻和低頻段。通過解調(diào)器和VCO分布電路的認(rèn)真設(shè)計(jì)和布局,可以獲得良好的90度正交相位和幅度匹配。
基帶部分(包括分布式增益和濾波處理)被設(shè)計(jì)用于提供最大54dB的增益,并具有60dB的增益控制范圍。通過認(rèn)真的設(shè)計(jì),通帶紋波、群延時(shí)、信號(hào)損耗以及功耗都保持為最低。在制造階段就執(zhí)行濾波器校準(zhǔn),因而獲得很高的精度和易用性。這里提供了兩個(gè)可選的7階基帶濾波器:一種用于W-CDMA、截止頻率為1.92MHz,另一種截止頻率為100KHz,用于GSM。
在WCDMA模式中,ADF4602-1能提供102dB的增益,控制范圍為90dB,分布于整個(gè)接收信號(hào)鏈路。RF前端包含30dB的控制范圍:LNA為18dB,混頻器跨導(dǎo)級(jí)為12dB。兩個(gè)基帶有源濾波器級(jí)可以提供18dB的增益控制范圍,控制步進(jìn)單位為6dB,因而三個(gè)12dB控制步進(jìn)可以提供36dB的總增益控制范圍。可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)實(shí)現(xiàn)24dB的增益控制范圍,控制步進(jìn)為1dB。為了簡化編程以及確保最佳的接收器性能和動(dòng)態(tài)范圍,可以簡單地對(duì)總期望接收增益進(jìn)行編程;ADF4602-1對(duì)增益設(shè)置進(jìn)行解碼,在不同模塊之間自動(dòng)分配增益。
發(fā)射器使用了一種創(chuàng)新的直接變頻調(diào)制器,它具有很高的線性度和極低的噪聲,同時(shí)還不需要外部發(fā)射SAW濾波器。用于I/Q信道的差分直流耦合基帶接口支持從1.05V到1.4V的共模電壓。允許的最大信號(hào)擺幅峰值為550mV,對(duì)應(yīng)于I信道或Q信道上1.1V的差分電壓范圍。在正交調(diào)制器之前,基帶輸入信號(hào)通過截止頻率為4MHz的一個(gè)2階巴特沃斯濾波器,以抑制帶外干擾。校準(zhǔn)技術(shù)使得在整個(gè)頻率范圍和環(huán)境條件下維持了精確的I/Q平衡和相位,確保滿足3GPP載波泄漏、EVM和ACLR要求,并且在任何條件下都有很好的性能裕量。ADF4602-1在190MHz的頻率偏移下具有–163dBm/Hz的寬帶背景噪聲和-8dBm的輸出功率,同時(shí)滿足EVM和ACLR的TS25.104規(guī)范要求。輸出匹配到50Ω,可實(shí)現(xiàn)到功率放大器的簡單連接。
AD9863混合信號(hào)前端基帶收發(fā)器
AD9863是針對(duì)通信市場的MxFE系列集成轉(zhuǎn)換器之一,是低成本高性能毫微微蜂窩應(yīng)用的理想選擇。它集成了雙12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器和雙12位TxDAC®數(shù)模轉(zhuǎn)換器。這些ADC針對(duì)50MSPS或更低采樣率進(jìn)行優(yōu)化,工作在高達(dá)200MHz的頻率下,包括一個(gè)可旁路的2×或4×的內(nèi)插濾波器。該器件采用了64管腳的LFCSP封裝,尺寸為9 mm × 9 mm × 0.9 mm。這里重點(diǎn)介紹了AD9863,但是MxFE系列(AD9860、 AD9861和AD9862)提供給設(shè)計(jì)師更多性能選擇的靈活性,以及針對(duì)控制電路的輔助轉(zhuǎn)換器。
圖4:AD9863 MxFE框圖。
市場上有各種ASIC或DSP提供一種靈活的雙向24位I/O總線。在半雙工系統(tǒng)中,接口支持24位并行傳輸或12位交叉?zhèn)鬏?。在全雙工系統(tǒng)中,接口支持12位交叉ADC總線和以及一種12位交叉DAC總線。靈活的I/O總線減少了管腳數(shù)和封裝尺寸。對(duì)于頻分復(fù)用(FDD) W-CDMA,AD9863可以實(shí)現(xiàn)發(fā)送或接收信道同時(shí)工作,這需要使用全雙工模式,即一條12位的交叉Rx數(shù)據(jù)總線和一個(gè)12位交叉Tx數(shù)據(jù)總線。
DAC內(nèi)核將12位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成兩個(gè)互補(bǔ)的差分電流輸出,并使用圖5中所示的電阻網(wǎng)絡(luò)將這些電流提供給ADF4602-1。對(duì)于1.2V的共模電壓,將RDC設(shè)置為120Ω;對(duì)于1Vp-p差動(dòng)輸入擺幅, RL設(shè)置為63Ω。
圖5:AD9863和ADF4602-1之間的簡單接口。
DAC包含可編程的增益精細(xì)控制與直流偏置控制,可以用于I和Q信道之間的失配,以抑制LO饋通,并提高EVM性能。10位的直流偏置控制可以獨(dú)立用于為任何一個(gè)差動(dòng)管腳提供高達(dá)±12%的偏置,這樣可以校準(zhǔn)任何的系統(tǒng)偏置。
ADC輸入由一個(gè)2KΩ差動(dòng)輸入電阻和一個(gè)開關(guān)電容電路組成。輸入可以是針對(duì)中位電壓(midsupply)的自偏置,或者可以通過編程設(shè)置來接受一個(gè)外部直流偏置。因此,建議將ADF4602-1接收基帶輸出直接連接到AD9863 ADC輸入。ADC輸入滿幅電平為差分2V p-p 。
毫微微蜂窩的時(shí)鐘解決方案
毫微微蜂窩需要非常準(zhǔn)確的參考時(shí)鐘(誤差在±0.1 ppm),以滿足3GPP規(guī)范要求。關(guān)于實(shí)現(xiàn)這種精確的時(shí)鐘控制的方法本文不作討論,但是值得一提的是有若干的可能性存在,包括通過監(jiān)測接收器的GSM宏蜂窩同步、GPS同步以及IEEE1588精確時(shí)序協(xié)議。在某些情況下,一些毫微微蜂窩提供商也將上述方法進(jìn)行組合加以實(shí)現(xiàn)。最終,參考時(shí)鐘控制電路將控制參考頻率源。在ADI的評(píng)估板上,5 這種26MHz VCTCXO用作ADF4602-1的參考時(shí)鐘,延時(shí)鎖相環(huán)(DLL)產(chǎn)生19.2MHz的時(shí)鐘,是3.84MHz W-CDMA芯片時(shí)鐘的幾倍,此19.2MHz時(shí)鐘用作AD9863的時(shí)鐘輸入。
AD9863提供多種時(shí)鐘配置,可對(duì)很多參數(shù)進(jìn)行配置。ADC時(shí)鐘速度、DAC時(shí)鐘速度、PLL以及內(nèi)插器設(shè)置都是軟件可控制的,允許針對(duì)性能來優(yōu)化功率以滿足要求。在推薦的配置中,PLL乘法器被設(shè)置為2×,使PLL的輸出頻率為38.4MHz。ADC的時(shí)鐘為該頻率的一半。在發(fā)送端,38.4MHz PLL的輸出用于提供給DAC。發(fā)送插值被設(shè)置為2×,以抑制DAC鏡像。還可能有其它的時(shí)鐘頻率組合。AD9863數(shù)據(jù)手冊(cè)提供完整的工作模式描述。使用上述的時(shí)鐘方案,毫微微蜂窩并不需要任何在宏蜂窩基站中常見的分立頻率變換PLL。該器件集成了所有的頻率變換功能,可幫助毫微微蜂窩滿足市場要求的價(jià)格水平。
RF放大器
選擇用于RF功率級(jí)的放大器為低成本、高性能寬帶線性放大器,采用磷化銦鎵工藝制造。這些放大器對(duì)ADF4602-1的輸出進(jìn)行線性放大,并彌補(bǔ)RF復(fù)用器和開關(guān)中的損耗。ADL5542包含內(nèi)部偏置和匹配功能;ADL5320需要外部匹配,采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的塑料SOT-23封裝。兩種放大器都直接工作在5V的電壓軌,因此不需要外部偏置電路。表1描述了放大器的關(guān)鍵參數(shù)。ADI的RF放大器的設(shè)計(jì)采用了專利技術(shù),相對(duì)于電源電流具有卓越的線性度。
表1:2GHz下ADF5542和ADL5320的關(guān)鍵參數(shù)。
參數(shù)規(guī)格 | ADL5542 | ADL5320 |
增益 | 19 dB | 13.2 dB |
P1dB | 18.9 dB | 25.7 dBm |
輸出 IP3 | 37 dBm | 42 dBm |
噪聲指數(shù) | 3.1 dB | 4.4 dB |
電源電流(5V電源) | 97 mA | 104 mA |
發(fā)射輸出功率與降低干擾
為了降低干擾,毫微微蜂窩必須靈活智能地設(shè)置其輸出功率,以解決多個(gè)相互鄰近、工作在相同頻率的毫微微蜂窩的部署問題(例如在公寓內(nèi))。在這種情況下,每個(gè)毫微微蜂窩都需要以較低的輸出功率發(fā)射,以避免相同頻率的干擾。而且,毫微微蜂窩還不能干擾工作在鄰近信道的周邊的宏蜂窩基站,因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致對(duì)附近連接到該宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)的手機(jī)產(chǎn)生盲點(diǎn)。因此要求毫微微蜂窩具有鄰近信道保護(hù)功能,迫使它測試鄰近下行信道的功率,根據(jù)預(yù)定義的公式來設(shè)置其功率,以便不會(huì)妨礙宏蜂窩信號(hào)。i
為使毫微微蜂窩滿足要求的價(jià)格水平,并便于用戶安裝,這些降低干擾的技術(shù)必須是自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的,而不能要求某個(gè)受過訓(xùn)練的現(xiàn)場技術(shù)人員或家庭用戶進(jìn)行參與。當(dāng)設(shè)備第一次被用戶啟動(dòng)后,這個(gè)過程應(yīng)該是自動(dòng)啟動(dòng)的,此后每隔固定的時(shí)間段后就進(jìn)行升級(jí)。ADI設(shè)計(jì)中的頻段1監(jiān)測接收器和ADF4602-1大的動(dòng)態(tài)發(fā)射范圍,允許毫微微蜂窩供應(yīng)商實(shí)現(xiàn)自動(dòng)降低干擾的技術(shù),而不需要外部參與。監(jiān)測接收器允許對(duì)鄰信道的功率進(jìn)行準(zhǔn)確測試,并相應(yīng)地調(diào)整輸出功率。這將大約需要30dB的總發(fā)射功率動(dòng)態(tài)范圍。
RF性能測試
為了根據(jù)TS25.104無線系統(tǒng)參數(shù)規(guī)格來評(píng)估此收發(fā)器芯片組,我們將上面介紹的收發(fā)器用在評(píng)估板設(shè)計(jì)中。圖6所示的評(píng)估平臺(tái)使獨(dú)立的發(fā)送或接收鏈路測試以及單獨(dú)的元件測試得以實(shí)現(xiàn)。此評(píng)估板包括圖1所示框圖的功能以及功率調(diào)理。
圖6:ADF4602-1/AD9863評(píng)估板。
無線電部分,包括ADF4602、AD9863、ADL5542、ADL5320和VCTCXO以及所有相關(guān)的前端開關(guān)和濾波器,占用1" × 2"的電路板面積。值得注意的是,這個(gè)電路板并沒有為了節(jié)省空間尺寸而進(jìn)行優(yōu)化,因?yàn)樗鼉H僅為測試而設(shè)計(jì)的,對(duì)于用作實(shí)際生產(chǎn)的設(shè)計(jì)可以變得更緊湊。下圖包括了某些基于TS25.104參數(shù)規(guī)格的關(guān)鍵測試結(jié)果,這些測試結(jié)果表明了測試板上ADI芯片組的性能。
圖7:頻段1接收器靈敏度測試結(jié)果。
接收器靈敏度是根據(jù)接收器檢測到一個(gè)低電平信號(hào)的能力來評(píng)估的,表征了接收器的噪聲指數(shù)。在這次測量中采用了一個(gè)12.2KHz的參考基準(zhǔn)。ADF4602-1的增益設(shè)置為80dB。此接收器靈敏度在整個(gè)頻段超過TS25.104規(guī)格達(dá)6dB以上。
接收器的另外一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)是在干擾條件下的性能。干擾測試仿真了在出現(xiàn)大的鄰信道干擾信號(hào)條件下接收到目標(biāo)信號(hào)的能力。UL 12.2kHz基準(zhǔn)信號(hào)被設(shè)置為-101dBm,在測得的BER為10–3 時(shí)加入干擾信號(hào)。如表2所示,在所有三種情況下,ADF4602-1都以一定裕量超過TS25.104指標(biāo)。
表2:接收器阻斷測試結(jié)果與TS25.104參數(shù)比較。
接收器強(qiáng)干擾參數(shù)規(guī)格 | TS25.104規(guī)格極限值 | ADF4602 評(píng)估板測試結(jié)果 |
鄰近信道選擇性 | –38 dBm | –31 dBm (7 dB 裕量) |
10 MHz WCDMA 強(qiáng)干擾 | –30 dBm | –21 dBm (9 dB 裕量) |
20 MHz 帶外 CW 強(qiáng)干擾 (1900 MHz) | –15 dBm | –11 dBm (4 dB 裕量) |
發(fā)射信號(hào)鏈路質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)為鄰近信道泄漏比(ACLR)以及矢量幅度誤差(EVM)。在這兩種情況下,這些測試是組合發(fā)射鏈路線性度的關(guān)鍵指標(biāo)。表3收集了在ADI評(píng)估板上測試的結(jié)果并與TS25.104規(guī)格進(jìn)行比較。它還包括了峰值碼域誤差,EVM測試確保誤差在碼域內(nèi)均衡分布。ii在所有的情況下,ADF4602-1評(píng)估板都以一定的裕量超過了TS25.104規(guī)格。圖8給出了在ACLR測試中用到的輸出頻譜。
表3:發(fā)射器測試結(jié)果與TS25.104參數(shù)比較。
發(fā)射器參數(shù) | TS25.104 參數(shù)極限值 | ADF4602 評(píng)估板測試結(jié)果 |
誤差矢量幅度 (EVM) | <12% | 4% |
峰值碼域誤差 (PkCDE) | <–33 dB | –46 dB |
鄰近信道(5 MHz) ACLR | <–45 dB | –49 dB |
間隔信道(10 MHz) ACLR | <–50 dBm | –72 dB |
圖8:針對(duì)13dBm輸出功率的W-CDMA頻段1信號(hào)的ACLR測量結(jié)果。
圖9給出了典型的毫微微蜂窩配置的發(fā)射EVM圖,涉及到兩個(gè)HSDPA信道以及許多語音/數(shù)據(jù)信道。復(fù)合EVM低于4%。電路評(píng)估結(jié)果表明,EVM主要是因?yàn)檎{(diào)制器輸入處的I/Q偏置電壓引起LO泄漏而產(chǎn)生,這是直接變頻發(fā)射器的一個(gè)特點(diǎn)。如前面所述,這些偏置可以采用AD9863直流偏置控制進(jìn)行校正。這種校正方法在應(yīng)用筆記6中有完整的闡述。6
圖9:典型毫微微蜂窩配置的EVM測量結(jié)果。
結(jié)束語
方興未艾的毫微微蜂窩應(yīng)用為無線電設(shè)計(jì)師在保持基站性能的同時(shí)將成本降至最低帶來了特有的挑戰(zhàn)。ADI 3G毫微微蜂窩芯片組由集成了無線收發(fā)器的ADF4602-1、MxFE基帶收發(fā)器AD9863和ADL5542、ADL5320RF放大器組成,該芯片組使設(shè)計(jì)師能以緊湊的外形尺寸滿足TS25.104規(guī)格要求。