帶有集成電壓調(diào)節(jié)器的CDMA發(fā)信機(jī)中頻子系統(tǒng)芯片AD6122

1、        摘要：AD6122為3V發(fā)信機(jī)中頻子系統(tǒng)芯片，它內(nèi)含集成電壓調(diào)節(jié)器，片內(nèi)的I/O調(diào)制器使用差分正交基帶輸入，可與CDMA基帶轉(zhuǎn)換器相接。主要用于CDMA、W-CDMA、AMPS、TACS等系統(tǒng)和QPSK發(fā)信機(jī)。本文介紹了AD6122的主要特點(diǎn)、原理性能和典型應(yīng)用電路。  1 AD6122的功能特點(diǎn)    AD6122是低功耗的發(fā)信機(jī)中頻子系統(tǒng)。它由高動(dòng)態(tài)范圍的中頻放大器、正交產(chǎn)生器、I和Q路調(diào)制器和低功耗控制輸入等部分組成。內(nèi)部還有低壓降電壓調(diào)節(jié)器，因此可使用

2、電壓為2.9V4.2V的電池供電。圖1所示是它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。    增益控制輸入端接收來(lái)自DAC輸出的增益控制電壓輸入，可提供97dB的增益控，并可使用內(nèi)部參考或者外部參考來(lái)設(shè)定增益控制標(biāo)度因子。    I/O調(diào)制器作用差分正交基帶輸入，該輸入來(lái)自CDMA基帶轉(zhuǎn)換器。AD6122芯片能以兩倍于中頻的旁路注入本振信號(hào)。并在除2的正交產(chǎn)生器后接有多相位濾波器，其正交準(zhǔn)確度可保證在±1度之內(nèi)。    調(diào)制器提供的共模參考輸出可為基帶轉(zhuǎn)換器的發(fā)送DAC提供偏置，這樣兩個(gè)芯片間可采用直流耦合，從而避免了

3、對(duì)耦合電容的充電和放電操作。因此AD6122和CDMA基帶芯片可以最快的速度在正常工作狀態(tài)和低功耗工作狀態(tài)之間進(jìn)行切換。    AD6122中頻子系統(tǒng)芯片采用25GHz的BiCMOS半導(dǎo)體工藝制造，主要特性如下：    可在CDMA、W-CDMA、AMPS和TACS應(yīng)用系統(tǒng)中與IS98A和PCS標(biāo)準(zhǔn)兼容；    線性中頻放大器具有-63dB+34dB的分貝線性增益控制和帶溫度補(bǔ)償?shù)脑鲆婵刂疲?#160;   正交調(diào)制器可調(diào)制從50MHz350MHz的變動(dòng)中頻信號(hào)頻率； 

4、60;  采用集成低壓降調(diào)節(jié)技術(shù)，可使用來(lái)自電池的2.9V4.2V輸入；    低功耗；    中等增益時(shí)電流消耗為10.4mA；    睡眠模式時(shí)電流消耗小于10A。    具有與AD6122發(fā)信機(jī)芯片相配套的接收機(jī)中頻芯片（AD6121）    AD6122以其優(yōu)越的性能可廣泛用于CDMA、W-CDMA、AMPS和TACS系統(tǒng)和QPSK發(fā)信機(jī)系統(tǒng)。    AD6122采用28腳SSOP封裝，表1為其管腳

5、功能描述。表1 AD6122管腳描述管腳名  稱描    述功      能1CDMA/FMCDMA或FM輸入選擇模式選擇：為1時(shí)為CDMA模式，為0時(shí)是FM模式2CDMAIPPCDMA正輸入來(lái)自CDMA SAW濾波器的中頻輸入，交流耦合3CDMAIPNCDMA負(fù)輸入來(lái)自CDMA SAW濾波器的中頻輸入，交流耦合4IFGND中頻地地5FMIPP中頻正輸入來(lái)自FM SAW濾波器的中頻輸入，交流耦合6FMIPN中頻負(fù)輸入來(lái)自FM SAW濾波器的中頻輸入，交流耦合7IFVCC中頻電源VCC中頻AGC的電源VCC

6、8DGND數(shù)字地地9LOIPP本振正輸入端本振差分輸入端，交流耦合10LOIPN本振負(fù)輸入端本振差分輸入端，交流耦合11DVCC數(shù)字電源DVCC控制邏輯的電源VCC12LDOC低壓降調(diào)節(jié)器晶體管集電極連接連接到外部晶體管的集電極13LDOB低壓降調(diào)節(jié)器晶體管基極連接連接到外部晶體管基極14LDOE低壓降調(diào)節(jié)器晶體管發(fā)射極連接連接到外部PNP晶體管的發(fā)射極15PD2解調(diào)器低功耗控制端解調(diào)器低功耗控制輸入，CMOS邏輯兼容16VGAIN增益控制電壓輸入接收來(lái)自外部DAC的增益控制電壓17REFIN增益控制參考輸入18REFOUT參考輸出向REFIN腳和CDMA基帶電路參考輸入端提供1.23V的電壓

7、參考，以使增益控制DAC和AD6122使用相同的參考19PD1中頻放大器低功耗控制輸入中頻放大器低功耗控制輸入，CMOS邏輯電平兼容20QOPNQ路負(fù)輸出到基帶電路Q路負(fù)輸入端的連接21QOPPQ路正輸出到基帶電路Q路正輸入端的連接22IOPNI路負(fù)輸出到基帶電路I路負(fù)輸入端的連接23IOPPI路正輸出到基帶電路I路正輸入端的連接24LDOGND地地端25DEMIPP解調(diào)器中頻輸入正端到保護(hù)濾波器的解調(diào)器輸出26DEMIPN解調(diào)器中頻輸入負(fù)端到保護(hù)濾波器的解調(diào)器輸出27IFOPN中頻放大器中頻輸出負(fù)端到保護(hù)濾波器的中頻輸出28IFOPP中頻放大器中頻輸出正端到保護(hù)濾波器的中頻輸出2 工作原理&

8、#160;   AD6122由大動(dòng)態(tài)范圍的中頻放大器、正交產(chǎn)生器、I/O調(diào)制器、低壓降調(diào)節(jié)器和低功耗控制電路等部分組成。2.1 I/O調(diào)制器    I/O解調(diào)器使用差分的正交基帶輸入，該輸入來(lái)自CDMA基帶轉(zhuǎn)換器。本振信號(hào)頻率是中頻信號(hào)的2倍。正交產(chǎn)生器后接有兩個(gè)多相位濾波器，可保證±1度的正交性，其簡(jiǎn)單電路圖2所示。2.2 中頻放大增益控制    中頻放大器可提供86dB的增益控制范圍。輸入級(jí)使用差分連續(xù)可變衰減器。這些低噪聲衰減器由差分R-2R梯形電阻網(wǎng)絡(luò)、線性內(nèi)插器和固定增益放大器組成。中頻增益的大

9、部分由級(jí)聯(lián)的三組寬帶放大器提供。中頻放大器的差分輸入阻抗為1k。與調(diào)制器的輸出類似，中頻放大器的輸出為差分電流，它會(huì)隨著增益控制電壓的變化而改變。為了獲得所需的特定增益，中頻放大器的輸出應(yīng)使用1k的差分負(fù)載。    增益控制電路內(nèi)部還有溫度補(bǔ)償電路，可選擇使用內(nèi)部或外部的參考來(lái)調(diào)整增益標(biāo)這因子。增益控制輸入使用來(lái)自DAC的增益控制電壓，它可提供97dB的增益控制范圍。    外部增益控制信號(hào)的噪聲應(yīng)盡可能的小。在一個(gè)典型的無(wú)線通信應(yīng)用中，建議對(duì)此信號(hào)進(jìn)行濾波以減少噪聲。使用含有噪聲的輸入信號(hào)將在AD6122的輸出端產(chǎn)生帶內(nèi)和鄰信道干擾

10、。使用簡(jiǎn)單的RC濾波器可降低噪聲，但是在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)特別小心。如果選用的電阻值太大，將在此電阻上產(chǎn)生較大的壓降，其結(jié)果是得到的增益要比期望的值小。對(duì)于具有20kHz帶度的RC濾波器，建議使用1k的電阻和8.2nF的電容。2.3 低功耗控制    A左AD6122在工作時(shí)，首先是中頻放大器和I/O解調(diào)器被激活，然后是只有中頻放大器激活或者中頻放大器和解調(diào)器都處于低功耗狀態(tài)。這些不同模式的實(shí)現(xiàn)由PD1腳和PD2腳來(lái)控制。具體控制方法見(jiàn)表2所列。表2 AD6122的低功耗控制PD1PD2中頻放大器解調(diào)器00開(kāi)開(kāi)00開(kāi)關(guān)10無(wú)效狀態(tài)無(wú)效狀態(tài)11關(guān)關(guān)2.4 低壓降調(diào)節(jié)器

11、0;   AD6122內(nèi)部集成了一個(gè)低壓降調(diào)節(jié)器。這樣便可使用2.94.2V的電池輸入并提供2.7V的輸出（5腳，LDOC）。該2.7V的信號(hào)可為DVCC（10腳）、TXVCC（13腳）、IFVCC（25腳）提供所需的直流電壓。為了配置低壓降調(diào)節(jié)器，可使用hFE最小為100，最大為300的外部晶體管，且VCE飽和電壓應(yīng)為-0.4V。2.5 保護(hù)濾波器    當(dāng)AD6122的中頻放大器和解調(diào)器都被激活時(shí)，從中頻放大器的輸出端和IQ調(diào)制器的輸入端觀測(cè)的寄生阻抗將足夠大，這樣產(chǎn)生的低通濾波器會(huì)衰減中頻信號(hào)。因此，應(yīng)使用一外部電感與之形成并聯(lián)諧振電路來(lái)消除寄生電容的影響。把外部電感和內(nèi)部的寄生電容所構(gòu)成的電路稱作保護(hù)濾波器。    該外部電感值是工作的中頻頻率的函數(shù)。其準(zhǔn)確值與印制板布局有關(guān)，具體選用電感值時(shí)需要調(diào)整確定。實(shí)際應(yīng)用時(shí)可在表3中的值附近進(jìn)行調(diào)整選用。表3 保護(hù)濾波器的電感值中頻率保護(hù)濾波器電感值50125MHz470nH126200MHz150nH20