数字预失真功放的侦测接收通道设计

技术分类: 通信  | 2007-08-02
陈照华, Maxim集成产品公司应用工程师

  图4是MAX9994在1, 2和 4载波WCDMA应用中的邻道泄漏比ACLR性能曲线。结合紧随其后的中频放大器的ACLR,混频器71dBc的ACLR预算会给所要求的功放性能水平以足够的余量, 这确保了侦测接收通道的线性度,从而不会影响整个闭环回路的性能。对于4载波操作,根据图4中对应的4载波曲线, 71dBc的ACLR要求每个载波的输入功率水平在-22dBm,较少的载波或者较宽松ACLR要求的应用可以允许更高一些的功率水平。

图4MAX9994 ACLR与输入功率的关系图


  中频滤波与中频放大

  MAX9994的输出通过一个4:1非平衡变压器耦合进一个单端50Ω阻抗的中频滤波器。在这里, 客户可以选择低通或者是带通滤波器。Maxim设计和仿真了一个简单的4极高通和4极低通层叠的,中心频率在183MHz的滤波器,LC元器件取值在9pF~23pF和 24nH ~ 100nH的范围,这些值和PCB板的寄生参数比较接近。 滤波器阻抗比较低的话,可以降低对PCB板寄生电容所引起变化的敏感性,这里的PCB布线要尽量短。

  混频器MAX9994的输出信号为达到ADC输入水平的要求而需要放大,中频可变增益放大器MAX2055可以在保持良好线性的情况下提供这种增益。图4演示了在1,2和4

载波WCDMA应用当中,输出功率与MAX2055的ACLR指标之间的关系。

  结合前面混频器的ACLR,71dBc的ACLR目标最终合成一个69dBc的中频放大器ACLR指标, 对于4载波操作,根据图5中对应的4载波曲线, 69dBc ACLR要求每个载波的输出功率<-4dBm。对于更少的载波数量,可以获得更高的ACLR。


  如图2中所示, 经过MAX9994和中频滤波器以后的信号水平大概在-16dBm每载波。因为MAX2055的增益可以在-5dB~+20dB的范围内以1dB间隔进行设置,所以用户可以选择合适的增益设置, 以驱动ADC到-4dBm每载波。同时MAX2055允许用户补偿链路当中耦合器和RF衰减器产生的增益变化.

  ADC输入输出结构

  MAX2055的输出经电容耦合进终结ADC输入的50Ω差分阻性负载。低的源阻抗可以最小化ADC输入阻抗的影响。
ADC MAX1124和MAX1215N的满量程输入幅度是1.4Vp-p。假定WCDMA波形的峰均比是10dB,并且假设ADC至少有1dB的裕量在工作,这将使得ADC输入端的RMS信号幅度大概在200mV。对于50Ω的阻抗系统, 相当于每载波-4dBm的输入功率水平, 这与前面的中频放大器MAX2055 的输出驱动水平是一致的。


图5MAX2055 ACLR与输出功率的关系图

表2Maxim为侦测接收应用推荐的ADC

  前面提到的ADC都是采用LVDS输出结构,这对支持高采样率是必须的,在侦测接收应用当中尤其重要,而且ADC的IMD性能要求非常的严格。老一点的接口技术,像CMOS,会引入较高的数字信号回流到ADC的地平面。对于10位和12位性能水平,这个回流会与ADC输入和输入滤波器件结合,给模拟输入信号引入误差。Maxim ADC所采用的低摆幅的差分LVDS输出结构可以去除这些潜在的失真源。侦测回路本身的任何失真,都将直接加入到功放的失真,所以必须最小化。

  噪底

  图2的方案框图中标识了通道中各级的噪底指标。可以看出, 噪底指标主要受控于所选ADC的SNR性能, 和10位ADC相比, 12位的AD转换器可以提供非常明显的更佳性能。3GPP UMTS的噪底规范是在50MHz偏移处-138dBc/Hz, 用户必须检查失真校正回路的噪声灵敏度以决定所需要的ADC噪底性能。

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