本文描述了MAX2721在寬帶發(fā)射機(jī)中的應(yīng)用。介紹了一個(gè)2.3GHz的WCDMA應(yīng)用電路。在2.4GHz進(jìn)行直接變頻是困難的，因?yàn)镮/Q信號(hào)幅度和相位匹配必須非常理想，MAX2721一般具有±0.2dB和±1度的匹配誤差、31dB的載波抑制、35dB的邊帶抑制和32dB的增益控制范圍。驅(qū)動(dòng)放大器在1dB壓縮點(diǎn)輸出+12.5dBm。從性能數(shù)據(jù)摘要中可以看出2300MHz WCDMA應(yīng)用的EVM為6.6%。

概述

為了提供高質(zhì)量的多媒體服務(wù)，無(wú)線通信領(lǐng)域正在經(jīng)歷對(duì)更高的數(shù)據(jù)速率和信道容量的需求。這些系統(tǒng)通常需要頻譜擴(kuò)展技術(shù)，比如符合IEEE? 802.11b的2.4GHz頻段無(wú)線LAN應(yīng)用中直接序列擴(kuò)頻(DSSS)系統(tǒng)的更高速率擴(kuò)展。第三代系統(tǒng)，如3GPP和無(wú)線本地環(huán)路(WLL)也使用了WCDMA (寬帶碼分多址)調(diào)制方案，信道間距分別為5MHz和10MHz。

MAX2721直接上變頻器正交調(diào)制器IC是專門為簡(jiǎn)化2.4GHz頻段寬帶發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)的。由于不需要使用IF振蕩器和合成器，它比基于IF的發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)有更低的系統(tǒng)成本。在本應(yīng)用筆記中，給出了用于2.3GHz WLL的完整的直接上變頻WCDMA發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)性能，展示了一個(gè)可代替基于IF的發(fā)射機(jī)的新的、簡(jiǎn)單的、優(yōu)雅的方案。發(fā)射機(jī)的構(gòu)造框圖見(jiàn)圖1。

圖1. MAX2721直接變頻發(fā)射機(jī)框圖

寬帶發(fā)射機(jī)的要求和問(wèn)題

MAX2721 I/Q輸入端口具有20MHz的-1dB帶寬和1kΩ的阻抗。試驗(yàn)得到的-1dB輸入帶寬在300Ω為44MHz，在50Ω時(shí)為250MHz。因此，MAX2721應(yīng)用在任何需要寬基帶帶寬的新無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)中都是足夠的。

在2.4GHz頻段直接變頻調(diào)制給RF IC設(shè)計(jì)者提出了很多挑戰(zhàn)，尤其是LO信號(hào)要求的I/Q幅度、相位平衡和正交精度。一般地，正交調(diào)制器都工作在低于300MHz的IF頻率上。在更高的工作頻率上幅度和相位匹配會(huì)變得更困難。邊帶抑制和載波抑制不充分可能是由在2.4GHz的不完全正交LO信號(hào)或者幅度失衡與DC偏移造成的。誤差矢量幅度(EVM)能夠很好地描繪矢量幅度和相位精確度。假設(shè)從DSP來(lái)的調(diào)制I/Q信號(hào)擁有最小的幅度/相位誤差和DC偏移量，MAX2721一般有±0.2dB和±1.0度的增益與相位失衡，能夠?qū)崿F(xiàn)的載波抑制為31dB，邊帶抑制為35dB。

另一個(gè)主要問(wèn)題是發(fā)射合成器上功率放大器(PA)的強(qiáng)信號(hào)對(duì)VCO注入的牽引。PA輸出的以VCO調(diào)諧頻率為中心頻率的高功率調(diào)制波形通過(guò)傳導(dǎo)或者輻射泄漏回VCO。為了在PA和VCO之間提供足夠的隔離，設(shè)計(jì)者必須花費(fèi)很大的精力在PCB圖設(shè)計(jì)和屏蔽技術(shù)上面。MAX2721有一個(gè)片內(nèi)LO倍頻器以減小注入牽引效應(yīng)。為了進(jìn)一步提高傳導(dǎo)隔離，MAX2472 VCO使用了緩沖器。典型的MAX2472反向隔離在2.4GHz為26dB。

MAX2721典型的可變功率控制范圍是32dB。這對(duì)于IEEE 802.11b應(yīng)用來(lái)說(shuō)是足夠的，而且在發(fā)射機(jī)電路中不再需要任何額外的可變?cè)鲆娣糯笃?/u>。在WLL應(yīng)用中用一個(gè)PIN二極管衰減器和可變?cè)鲆鍼A實(shí)現(xiàn)更大的功率控制范圍，這樣可以提高功率放大器的效率。在圖1所示的PA電路中，PHEMT器件上可變的柵極電壓和漏極電壓能提供可變的增益同時(shí)減小低功率工作時(shí)的漏極電流。MAX2721還包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)放大器，其1dB壓縮點(diǎn)為+12.5dBm。根據(jù)調(diào)制波形的峰值-平均值比，這個(gè)驅(qū)動(dòng)放大器可以給出足夠的線性功率，提供了與無(wú)線系統(tǒng)很多種功率放大器的連接接口。發(fā)射機(jī)性能摘要如表1所示。