C1048-ALD

• 發(fā)布時間：2014/9/10 15:54:18
• 所屬類別：電感、線圈 » 線繞電感
• 公    司：深圳恒信鴻達(dá)電子有限公司

C1048-ALD 屬性

C1048-ALD 描述

在滿足宏蜂窩基站性能要求的前提之下，集成度究竟能夠達(dá)到多高？工藝技術(shù)仍然限定某些重要的功能部件必須采用特殊工藝來制造：在射頻（RF）領(lǐng)域采用GaAs和SiGe工藝，高速ADC采用細(xì)線CMOS工藝，而高品質(zhì)因數(shù)（High-Q）濾波器則無法采用半導(dǎo)體材料很好地實(shí)現(xiàn)。此外，市場對于提高集成度的需求并沒有停止。

考慮到上述問題，凌力爾特決定采用系統(tǒng)級封裝（SiP）技術(shù)來開發(fā)占板面積約為1/2平方英寸（僅剛剛超過3cm2）的接收器。接收器的邊界處有50ΩRF輸入、50ΩLO輸入、ADC時鐘輸入及數(shù)字ADC輸出。該邊界留待增加低噪聲放大器（LNA）和RF濾波，用于輸入、LO和時鐘發(fā)生，以及數(shù)字輸出的數(shù)字處理。在15mm x 22mm封裝內(nèi)是一個采用SiGe高頻組件、分立無源濾波和細(xì)線CMOS ADC的信號鏈路。

本文將對LTM？9004微型模塊（μModule？）接收器（一款直接轉(zhuǎn)換接收器）進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。

設(shè)計(jì)目標(biāo)

設(shè)計(jì)目標(biāo)是通用移動通信系統(tǒng)（UMTS）上行鏈路頻分雙工（FDD）系統(tǒng)，特別是處于工作頻段I的中等覆蓋范圍基站（詳見3GPP TS25.104 V7.4.0規(guī)范）。對于接收器而言，靈敏度是一個主要的考慮因素，輸入信噪比（SNR）為-19.8dB/5MHz時，所要求的靈敏度≤-111dBm.這意味著接收器輸入端的有效噪聲層必須≤-158.2dBm/Hz.

設(shè)計(jì)分析：零IF或直接轉(zhuǎn)換接收器

LTM9004是一款采用了I/Q解調(diào)器、基帶放大器和雙通道14位125Msps ADC的直接轉(zhuǎn)換接收器（如圖1所示）。LTM9004-AC低通濾波器在9.42MHz頻率下具有一個0.2dB的拐角，從而允許4個WCDMA載波。LTM9004可與RF前端一起使用，構(gòu)成一個完整的UMTS頻段上行鏈路接收機(jī)。RF前端由一個雙工器以及一個或多個低噪聲放大器（LNA）和陶瓷帶通濾波器組成。為最大限度地減低增益和相位失衡，基帶鏈路采用了一種固定增益拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。因此，在LTM9004之前需要布設(shè)一個RF可變增益放大器（VGA）。這里給出了此類前端的典型性能示例：

接收（Rx）頻率范圍：1920MHz至1980MHz

RF增益：15dB （最大值）

自動增益控制（AGC）范圍：20dB

噪聲指數(shù)：1.6dB

IIP2：+50dBm

IIP3：0dBm

P1dB：-9.5dBm

20MHz時的抑制：2dB

發(fā)送（Tx）頻段上的抑制：96dB




圖1：在LTM9004微型模塊接收器中實(shí)現(xiàn)的直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)

考慮到RF前端的有效噪聲影響，由LTM9004所引起的最大可容許噪聲必須為-142.2dBm/Hz.LTM9004的典型輸入噪聲為-148.3dBm/Hz，由此計(jì)算出的系統(tǒng)靈敏度為-116.7dBm.

通常，此類接收器可受益于ADC之后的某些數(shù)字化信號之DSP濾波。在這種情況下，假設(shè)DSP濾波器是一個具有α= 0.22的64抽頭RRC低通濾波器。為了在出現(xiàn)同信道干擾信號的情況下工作，接收器在最大靈敏度下必須擁有足夠的動態(tài)范圍。UMTS規(guī)范要求最大同信道干擾為-73dBm.請注意，對一個具有10dB峰值因數(shù)的已調(diào)制信號而言，在LTM9004的IF通帶之內(nèi)，-1dBFS的輸入電平為-15.1dBm.在LTM9004輸入端，這相當(dāng)于-53dBm，或者-2.6dBFS的數(shù)字化信號電平。

當(dāng)RF自動增益控制（AGC）設(shè)定為最小增益時，接收器必須能從手機(jī)中解調(diào)出預(yù)計(jì)所需的最大信號。這種要求最終將LTM9004必須提供的最大信號之大小設(shè)定在-1dBFS或其以下。規(guī)范中所要求的最小路徑損耗為53dB，且假定手機(jī)的平均功率為+28dBm.那么在接收器輸入端，最大信號電平即為-25dBm.這等效于-14.6dBFS的峰值。

UMTS系統(tǒng)規(guī)范中詳細(xì)說明了幾種阻斷信號。在存在此類信號的情況下只允許進(jìn)行規(guī)定了大小的減敏，靈敏度指標(biāo)為-115dBm.其中的第一種是一個相距5MHz的相鄰信道，其電平為-42dBm.數(shù)字化信號電平的峰值為-11.6dBFS.DSP后處理將增加51dB抑制，因此，這個信號在接收器輸入端相當(dāng)于一個-93dBm的干擾信號。最終的靈敏度為-112.8dBm.

而且，接收器還必須與一個相隔≥10MHz的-35dBm干擾信道競爭。μModule接收器的IF抑制將使這個干擾信道衰減至相當(dāng)于峰值為-6.6dBFS的數(shù)字化信號電平。經(jīng)過DSP后處理，其在接收器輸入端上相當(dāng)于-89.5dBm，最終的靈敏度為-109.2dBm.

另外，還必須考慮到帶外阻斷信號，但這些帶外阻斷信號的電平與已經(jīng)討論過的帶內(nèi)阻斷信號相同。

在所有這些場合中，LTM9004的-1dBFS典型輸入電平均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于最大預(yù)期信號電平。請注意，已調(diào)制信道的峰值因數(shù)將大約在10dB ~ 12dB，因此，在LTM9004的輸出端上，其中最大的一個將達(dá)到約6.5dBFS的峰值功率。

最大的阻斷信號是-15dBm連續(xù)波（CW）音調(diào)（超過接收頻段邊緣≥20MHz）。RF前端將對這個音調(diào)提供37dB抑制，因此，它出現(xiàn)在LTM9004的輸入端時將為-32dBm.此時，這種電平值的信號仍然不允許降低基帶μModule接收器的靈敏度。等效的數(shù)字化電平峰值僅為-41.6dBFS，因此對靈敏度沒有影響。

另一個不想要的干擾信號功率源來自發(fā)送器的泄漏。因?yàn)檫@是一種FDD應(yīng)用，所以此處描述的接收器將與一個同時工作的發(fā)送器相耦合。該發(fā)送器的輸出電平假定為≤+38dBm，同時“發(fā)送至接收”的隔離為95dB.那么，在LTM9004輸入端上出現(xiàn)的泄漏為-31.5dBm，相對于接收信號的偏移至少為130MHz.等效的數(shù)字化電平峰值僅為-76.6dBFS，因此不會降低靈敏度。

直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)的一個挑戰(zhàn)是二階線性度。二階線性度不理想將允許任何期望的或不期望的信號進(jìn)入，這將引發(fā)基帶上的DC失調(diào)或偽隨機(jī)噪聲。如果這種偽隨機(jī)噪聲接近接收器的噪聲電平，那么上面詳細(xì)討論過的那些阻斷信號將降低靈敏度。在這些阻斷信號存在的各種情況下，系統(tǒng)規(guī)范都允許靈敏度降低。按照系統(tǒng)規(guī)范的規(guī)定，-35dBm阻斷通道可以使靈敏度降至-105dBm.如我們在上文中看到的那樣，這種阻斷信號在接收器輸入端上構(gòu)成了一個-15dBm的干擾信號。LTM9004輸入所產(chǎn)生的二階失真大約比熱噪聲低16dB，結(jié)果，預(yù)測的靈敏度為-116.6dBm.

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