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降低基站成本提高性能

来源:陆楠 EDN China 记者?? 2007年06月11日 ?? 收藏0

Ron Gatzke Maxim高级产品定义工程师


GSM发送模板在频率偏离载波6MHz或6MHz以上时仍然要求非常严格的噪声+杂散信号电平,对噪底的要求使得ZIF架构中的调制器必须提供更高的性能——Ron Gatzke Maxim高级产品定义工程师


  基站发射机、接收机的设计目标是以最低的成本为系统设计提供合理的性能指标裕量。为了达到这一目标,需要提高特定器件的性能,以简化系统的整体设计,从以下两个例子可以很容易看到这一点。

  早期的发射机或接收机采用单载波、双中频(IF)变频架构,也就是说,基带信号在变换到最终的射频(RF)频率之前经历了两级IF电路。受早期ADC/DAC技术的限制,要求较低的IF频率,不得不采用双中频变频架构。

  随着ADC、DAC性能的提高,能够处理更高的IF频率,使双IF架构可以简化成单IF架构,从而省去了一级混频器、滤波器、IF放大器和频率合成器,有效降低系统的总体成本。

  随后的目标是采用零中频(ZIF)架构,完全省去IF级电路。这种架构目前已经应用到发射链路中,驱动该项技术发展的主要动力源于RF至基带方案的性能优势,能够在提高性能的同时降低系统的复杂度和成本。

  ZI

F发射、接收架构从本质上解决了成本问题,当然,ZIF调制器和解调器存在两个明显的误差需要进行校准,即LO泄露/DC失调和边带抑制。这些误差的存在降低了载波EVM指标,并会产生杂散频率成分。而当前技术的发展能够通过引入反馈环路,利用基带DSP处理器对这些误差进行补偿,从而消除误差。ZIF架构在发射、接收通道的应用关键在于较高的RF/基带性能和好的DSP补偿算法。

  MAX2021/23和MAX2058/59最理想的应用是GSM发射机,这种应用要求器件具有非常高的动态范围。MAX2021/23的总动态范围,从最大输出功率(受IP3限制)到噪底,远远高于同类竞争产品,其指标裕量大于10-15dB。

  GSM发送模板在频率偏离载波6MHz或6MHz以上时仍然要求非常严格的噪声+杂散信号电平,对躁底的要求使得ZIF架构中的调制器必须提供更高的性能。MAX2021/23是目前仅有的能够以较大裕量满足GSM设计要求的器件。较高的指标裕量为系统中的其它器件的选择提供了更大的空间,使系统设计更加灵活。使用MAX2021/23能够降低对频率合成器的噪底要求,从而降低合成器的复杂度和成本。

  MAX2021/23能够在较宽的频偏范围(20MHz)内保持极低的噪底,能够省去GSM发射系统中RF调制器以后的RF滤波器,进一步降低系统设计的复杂性和成本。

  MAX2058/59能够通过3线控制接口调节RF放大器的增益,调节步长为1dB,总的增益调节范围为61dB,满足静态、动态功率控制的要求以及整个链路补偿的要求。输出放大器的设计保证在输出功率高达+15dBm(GSM)或+12dBm时仍然符合GSM EVM和Tx模板的要求。高度集成的RF VGA方案方案为GSM应用提供所需的动态增益范围。

  MAX2021/23和MAX2058/59配合使用为GSM发射链路提供了一套引脚兼容的低频、高频设计方案,并有效降低了系统的设计复杂度和成本。

  接收机中混频器的一项关键指标是能够处理较宽的动态范围,通信标准指定器件工作在特殊的输入灵敏度等级,并在较强的“阻塞”信号环境下能够处理极低的有用信号。较高的阻塞信号与有用信号混频,还会产生其它杂散信号,即所谓的互调失真。

  MAX9994和类似的混频器具有几项技术优势,这些优势与基站中的接收器架构直接相关。MAX9994提供非常高的IIP3和极低的噪声系数指标,允许接收机采用非常简单的RF滤波器,降低基站的成本。Maxim的混频器失真指标定义在较高的输入信号下,能够有效处理信号阻塞。这些混频器还给出了IP2指标,该指标直接影响2x2杂散成分,这些杂散频率会增大RF滤波器的设计难度,而在MAX9994中,这些杂散产物的幅度非常低,从而简化了RF滤波器的设计。此外,我们的混频器还给出了在小信号输入和较强信号输入情况下的噪声系数指标,这在业内也是唯一的,为设计人员提供接收链路设计的必要信息。内部LO电路有助于降低在较大输入信号电平下的噪声指标要求。


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