高性能射频调制器促成多载波通信发送器设计(下)
发布时间:2008/5/29 0:00:00 访问次数:449
工作在umts波段的多载波wcdma
多项性能指标综合体现出的优势在于多载波的互调特性。从本文可以看出,max2022能够提供出众的性能。
作为一个例子,我们考虑一个4载波wcdma调制信号,发送器设计必须符合wcdma载波本身的带宽要求,等于20mhz。另外,为修正由功率放大器造成的后续失真,需要给发射信号加入数字预失真,这样,带宽要求可能超出100mhz。图6给出了这种信号的频谱。
从图中可以看出超常宽带使发送器输出频谱超出了umts的带宽限制。这要求发送器的噪声指标必须符合发送器模板的要求,超出频带边缘,但不需要射频滤波器来处理杂散信号和噪声电平。这对射频调制器提出了很高的要求,max2022的宽频带和大动态范围可以支持这样的系统设计。
图7所示是在umts波段产生的单载波、双载波以及4载波wcdma的aclr性能。基于超宽的动态范围,max2022可以在非常宽的输出功率范围维持良好的aclr。图中还提供了噪声性能,以说明在指定的aclr指标下所能提供的动态范围。例如,对于-28dbm/载波的4载波wcdma信号,aclr可以达到66db,输出噪声基底为-173.5dbm/hz。
max2022的良好性能同样可以用来产生其它类型的调制,例如ofdm、qam等。在cdma2000和td-scdma系统中可以支持到9载波。一系列的硬件配置可以实现任何调制方式。
系统级设计
高度集成的max2022的接口设计使它对外围辅助电路的要求非常少,降低了系统成本。内部匹配的本振缓冲器和平衡变换器设计允许在-3dbm到+3dbm的低本振功率水平使用单端本振接口。集成的射频平衡变换器允许50 阻抗匹配的单端射频输出。基带信号的i和q分量输入采用差分输入接口,具有44 内部阻抗匹配。这些特性使得芯片可以直接与高性能的电流输出dac连接,不需要中间缓冲放大器。按照max2022的性能指标,要找到一个不降低器件自身性能的外部基带放大器很困难。幸运的是,在max2022应用配置中,这些基带放大器并不是必须的。图8提供了一个dac与max2022终端接口的推荐电路。50 到地的电阻提供了适当的dac端接,20ma典型值的峰值电流可对应产生0dbm的基带输入。
为确保max2022的性能指标,必须进行仔细的系统级设计。图9是一个推荐配置,带有数字预失真能力的4载波wcdma调制。图中标出了该电路每一级的输出信号电平、噪声电平以及aclr。
从dac开始,我们要求一个可以产生50mhz带宽的器件,并且aclr远远优于这个设计的目标值65db,同时噪声和杂散电平要比较低。max5895是一个可以满足这些要求的器件。关键的dac指标是4载波工作下的aclr,以及噪声和杂散电平。在这个应用中推荐使用内插式dac,这类dac能够在相对较低的输入数据速率下运行在较高输出采样率。这时,插值滤波器的衰减很关键,因为dac后续的低通滤波器对临近插值镜频分量没有足够的衰减。内插式dac会在基带输入数据速率的整数倍处产生镜频分量。如果没有在调制器的输入级消除这些分量,镜频分量会在调制器的输出产生严重的边带。max5895 95db内插镜频抑制对于这类应用非常理想。这从根本上降低了dac后续滤波器的复杂性。
从调制器输出可以看出,调制器输出信号电平为每载波-28dbm,共计-22dbm。调制器性能决定aclr为+66db (dac指标对其没有限制)。然而,噪声基底已经从调制器的-174dbm/hz增大到-170dbm/hz。这是由级联的dac噪声电平造成的。因此,为了得到最优的设计,必须仔细的选择线路中的每个单元。
rf放大器需具有非常低的噪声系数和适当的oip3,避免级联aclr的劣化。如果增益为12db,这一级的oip3最好大于+30dbm。选择高oip3的输出级可以避免级联aclr的劣化。可以选用射频可调增益放大器max2057,它能够调节整个环路的增益。+37dbm的oip3确保级联aclr保持在+65db。 当每载波维持在-139dbc/hz的噪声基底时,此发送器应可以产生+65db的aclr。这样的噪声基底和杂散电平是在没有射频滤波器的情况下得到的。可以在多波段系统中采用相同的硬件配置,不需要作任何改动。
本文小结
新型调制器max2022使发送设备能够达到一个新的水准。可以构成零中频
工作在umts波段的多载波wcdma
多项性能指标综合体现出的优势在于多载波的互调特性。从本文可以看出,max2022能够提供出众的性能。
作为一个例子,我们考虑一个4载波wcdma调制信号,发送器设计必须符合wcdma载波本身的带宽要求,等于20mhz。另外,为修正由功率放大器造成的后续失真,需要给发射信号加入数字预失真,这样,带宽要求可能超出100mhz。图6给出了这种信号的频谱。
从图中可以看出超常宽带使发送器输出频谱超出了umts的带宽限制。这要求发送器的噪声指标必须符合发送器模板的要求,超出频带边缘,但不需要射频滤波器来处理杂散信号和噪声电平。这对射频调制器提出了很高的要求,max2022的宽频带和大动态范围可以支持这样的系统设计。
图7所示是在umts波段产生的单载波、双载波以及4载波wcdma的aclr性能。基于超宽的动态范围,max2022可以在非常宽的输出功率范围维持良好的aclr。图中还提供了噪声性能,以说明在指定的aclr指标下所能提供的动态范围。例如,对于-28dbm/载波的4载波wcdma信号,aclr可以达到66db,输出噪声基底为-173.5dbm/hz。
max2022的良好性能同样可以用来产生其它类型的调制,例如ofdm、qam等。在cdma2000和td-scdma系统中可以支持到9载波。一系列的硬件配置可以实现任何调制方式。
系统级设计
高度集成的max2022的接口设计使它对外围辅助电路的要求非常少,降低了系统成本。内部匹配的本振缓冲器和平衡变换器设计允许在-3dbm到+3dbm的低本振功率水平使用单端本振接口。集成的射频平衡变换器允许50 阻抗匹配的单端射频输出。基带信号的i和q分量输入采用差分输入接口,具有44 内部阻抗匹配。这些特性使得芯片可以直接与高性能的电流输出dac连接,不需要中间缓冲放大器。按照max2022的性能指标,要找到一个不降低器件自身性能的外部基带放大器很困难。幸运的是,在max2022应用配置中,这些基带放大器并不是必须的。图8提供了一个dac与max2022终端接口的推荐电路。50 到地的电阻提供了适当的dac端接,20ma典型值的峰值电流可对应产生0dbm的基带输入。
为确保max2022的性能指标,必须进行仔细的系统级设计。图9是一个推荐配置,带有数字预失真能力的4载波wcdma调制。图中标出了该电路每一级的输出信号电平、噪声电平以及aclr。
从dac开始,我们要求一个可以产生50mhz带宽的器件,并且aclr远远优于这个设计的目标值65db,同时噪声和杂散电平要比较低。max5895是一个可以满足这些要求的器件。关键的dac指标是4载波工作下的aclr,以及噪声和杂散电平。在这个应用中推荐使用内插式dac,这类dac能够在相对较低的输入数据速率下运行在较高输出采样率。这时,插值滤波器的衰减很关键,因为dac后续的低通滤波器对临近插值镜频分量没有足够的衰减。内插式dac会在基带输入数据速率的整数倍处产生镜频分量。如果没有在调制器的输入级消除这些分量,镜频分量会在调制器的输出产生严重的边带。max5895 95db内插镜频抑制对于这类应用非常理想。这从根本上降低了dac后续滤波器的复杂性。
从调制器输出可以看出,调制器输出信号电平为每载波-28dbm,共计-22dbm。调制器性能决定aclr为+66db (dac指标对其没有限制)。然而,噪声基底已经从调制器的-174dbm/hz增大到-170dbm/hz。这是由级联的dac噪声电平造成的。因此,为了得到最优的设计,必须仔细的选择线路中的每个单元。
rf放大器需具有非常低的噪声系数和适当的oip3,避免级联aclr的劣化。如果增益为12db,这一级的oip3最好大于+30dbm。选择高oip3的输出级可以避免级联aclr的劣化。可以选用射频可调增益放大器max2057,它能够调节整个环路的增益。+37dbm的oip3确保级联aclr保持在+65db。 当每载波维持在-139dbc/hz的噪声基底时,此发送器应可以产生+65db的aclr。这样的噪声基底和杂散电平是在没有射频滤波器的情况下得到的。可以在多波段系统中采用相同的硬件配置,不需要作任何改动。
本文小结
新型调制器max2022使发送设备能够达到一个新的水准。可以构成零中频