設計分析 - 140MHz IF 采樣接收器 - 半英寸UMTS基站接收器設計
LTM9005 是一款 IF 采樣接收器,采用了一個下變頻混頻器、IF 放大器以及一個可變衰減器、一個表面聲波 (SAW) 濾波器和一個 14 位、125Msps ADC,如圖 2 所示。LTM9005-AB SAW 濾波器的中心頻率為 140MHz,帶寬為 20MHz,允許 4 個 WCDMA 載波。LTM9005-AB 可與一個如上所述的類似 RF 前端一起使用,以構成一個完整的 UMTS 頻帶上行鏈路接收器。在這種情況下,一個合適的前端應該有 14.5dB 的最大 RF 增益。
![](/uploads/allimg/111101/1R9433214-1.jpg)
?
圖 2:在 LTM9005 微型模塊接收器中實現的 IF 采樣架構
以下是 LTM9005-AB 的典型關鍵性能規范:
-1dBFS 信號輸入: -17.8dBm
輸入噪聲電平: -158dBm/Hz
IIP3
IF 內有兩個音調: +17.7dBm
IF 外有兩個音調: +19dBm
P1dB (IF 通帶外): +8.8dBm
IF 通帶外抑制: 40dB
LTM9005-AB 的典型輸入噪聲為 -158dBm/Hz。考慮到 RF 前端噪聲,在最大 RF 增益時,預測系統靈敏度為 -122.2dBm。
UMTS 規范要求最大同通道干擾信號為 -73dBm。在接收器設定為最大增益時,到達微型模塊接收器輸入端的電平為 -58.5dBm。請注意,已調通道的波峰因數將在 10 至 12dB,因此這個信號在微型模塊接收器輸入端將達到約 -48.5dBm 的峰值功率。這在 ADC 輸入端相當于 -31.7dBFS。
在 RF AGC 設定為最小增益、手機平均功率為 +28dBm 時,該規范中規定的最低通路損耗為 53dB。那么在接收器輸入端,最大信號電平就是 25dBm。這一條件限定了微型模塊接收器之前可設定的最大 RF 增益。假定 RF AGC 范圍為 20dB,那么在 LTM9005-AB 輸入端的信號電平就是 -30.5dBm。考慮到波峰因數,那么在微型模塊接收器輸入端,這個信號將達到約 -20.5dBm 的峰值功率。這在 ADC 處相當于 -3.7dBFS。
假定在阻斷信號存在的情況下,接收器設定為最大 RF 增益。靈敏度規范仍然為 -115dBm。請注意,一旦接收到的信號數字化了,那么其他帶通濾波將利用 DSP 來完成。假定這運作有 20dB 的抑制因數。
在這些阻斷信號中,第一個是電平為 -52dBm 的相鄰通道阻斷信號。該微型模塊接收器的 IF 抑制為 40dB,DSP 后處理另增加 20dB。因此在接收器輸入端,這信號相當于 -114.5dBm 的干擾信號,數字化信號的電平為 -50.7dBFS。結果靈敏度為 -122.2dBm。
該接收器還必須與相隔 ≥ 10MHz 的 -40dBm 干擾通道相競爭。這里,RF 前端仍然不提供對這個通道的抑制,但是微型模塊接收器的 IF 和 DSP 抑制將衰減該通道信號,使其在接收器輸入端的等效電平為 -102.5dBm。這相當于 -38.7dBFS 的數字化信號電平,而且所產生的靈敏度為 -119.8dBm。
在所有這些情況下,LTM9005-AB 的 -1dBFS 典型輸入電平都遠高于最大預期的阻斷信號電平。請注意,所產生的靈敏度全部在規范規定的 -115dBm 范圍之內。
帶外阻斷信號也必須考慮,最大的是 -15dBm CW 音調,位于接收頻帶邊沿之外 ≥ 20MHz 之處。RF 前端將對這個音調提供約 37dB 抑制,而且 IF 濾波器將另提供 40dB 的衰減。考慮到 DSP 抑制,那么這個音調的電平等于 -114.5dBm。那么所產生的靈敏度為 -122.2dBm,數字化信號電平為 -60.7dBFS。
發送器輸出電平假定為 ≤ +38dBm,發送至接收隔離為 95 dB。考慮到 IF 和 DSP 抑制,那么在接收器輸入端的等效電平為 -119.5dBm 或 -55.7dBFS。結果靈敏度為 -122.2dBm,這也在規范規定的 -115dBm 范圍之內。
就 3 階線性度而言,在兩個干擾信號存在的情況下,靈敏度不得降至低于 -115dBm。這些干擾信號是一個 CW 音調和一個 WCDMA 通道,每個的電平都為 -48dBm。這些干擾信號均以 -33.5dBm 的電平出現在 LTM9005-AB 的輸入端。它們的頻率與想要的通道相隔 10MHz 和 20MHz,因此 3 階互調分量落在 IF 通帶之內。這里,這個分量仍然以偽隨機噪聲的形式出現。利用適合于通帶外音調的 IIP3,預測 3 階分量在 -131.1dBm 出現。這比噪聲電平大約低 30dB,而且對靈敏度沒有影響。
結論
LTM9004 和 LTM9005 展現了 UMTS 基站應用所需的高性能,而且提供非常緊湊設計所需的較小尺寸和集成度 (參見圖 3)。通過運用 SiP 技術,這些微型模塊接收器采用了以最佳工藝 (SiGe、CMOS) 制造的組件和無源濾波器組件。
?
圖 3:實際的演示板照片,該板最大限度地減少了所需的外部電路
- 第 1 頁:半英寸UMTS基站接收器設計
- 第 2 頁:設計分析 - 140MHz IF 采樣接收器
本文導航
非常好我支持^.^
(0) 0%
不好我反對
(0) 0%
相關閱讀:
- [RF/無線] 基站/手機是怎么知道信道情況的? 2023-10-23
- [電子說] 工信部最新數據:我國累計建成5G基站318.9萬 2023-10-22
- [電子說] 基站拉遠FSU的防雷設計方案 2023-10-20
- [電子說] 世炬網絡受邀參加2023德國電信高層交流會 2023-10-19
- [電子說] 求一種基站拉遠FSU的防雷設計方案 2023-10-19
- [EMC/EMI設計] 電磁環境的控制限制標準 2023-10-18
- [電子說] 導軌式直流電能表DJSF1352-RN 太陽能光伏、電信基站用 雙路直流輸入 2023-10-17
- [電子說] 2023年上半年中國AI服務器市場規模成長了54% 2023-10-15
( 發表人:葉子 )