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低功耗接收机中频子系统芯片AD607
来源:本站整理  作者:佚名  2009-07-17 10:12:45



图2所示为AD607的功能框图。它包含了一个可变增益UHF混频器和线性四级IF放大器,可提供的电压控制增益范围大于90bB。混频级后是双解调器,各包含一个乘法器,后接一个双极点 2MHz的低通滤波器,由一锁相环路驱动,该锁相环路同时提供同相和正交时钟。芯片还包含有内部的AGC检测器,温度稳定增益控制系统用于提供准确的 RSSI输出。另外,AD607芯片还具有与CMOS兼容的功耗控制偏置系统。

3.1 混频器

    UHF混频器采用改进型的Gilbert类型单元设计,可在低频到500MHz的频率范围内工作。混频器输入端动态范围的高端由RFHI和RFLO间的最大输入信号电平确定,而低端则由噪声电平确定。

    混频器的射频输入端是差分的,因此RFLO端和RFHI端在功能上是完全相同的,这些节点在内部予以偏置,一般假定RFLO交流耦合到地。RF端口可建模为并联RC电路,如图3所示。

    MXOP端的最大可能电平由电压和电流限制共同决定。使用3V的电源和VMID=1.5V时,最大摆幅为±1.3V。为在负载为165Ω的标准滤波器中得到±1V的电压摆幅,需要的峰值驱动电流是±6mA。但是电压和电流的下限不应与混频器增益相混淆。在实际系统中,AGC电压将决定混频增益,从而决定IF输入端IFHI脚的信号电平,它总是小于±56mV,这是IF放大器的线性范围限制的结果。

3.2 RSSI的增益定标

    AD607的总增益以分贝表示时,相对于GAIN/RSSI端的AGC电压VG是线性的。当VG为零时,所有单元的增益为零。各级的增益是并行变化的。 AD607内含增益定标的温度补偿电路。当增益由外部控制时,GAIN/RSSI端是MGC输入;当使用内部的AGC检测器时,GAIN/RSSI端是 RSSI输出。

    增益控制定标因子正比于施加在脚GREF端的参考电压。当该脚连接到电源的中点时,标度是20mV/dB(VP=3V)。在这些条件下,增益的低80dB对应的控制电压为0.4V<VG<2.0V。

    另外,GREF端还可连接到外部电压参考VR上,使用AD1582或AD1580作电压参考可以提供与电源无关的增益标度,当使用AD7013和AD7015基带转换器时,外部参考也可由基带转换器的参考输出提供,如图4所示。

4 设计与应用中的几个问题

    下面介绍AD607在设计与应用中的几个具体问题。

4.1 印制板设计

    正像所有的宽带高增益器件的应用设计一样同,AD607的印制板在设计时必须考虑特定的接地点的位置,以免耦合不需要的信号,特别是在I-FOP到RFHI或IFHI之间。

    AD607的高灵敏度会使无用的本地电磁信号对系统性能产生影响。在系统开发阶段,必须使用良好的屏蔽。最好的解决方法是使用一屏蔽盒将所有元件完全包装起来,并使用数量尽可能少的信号连接器(RF,LO,I和Q路)。

    在屏蔽盒中,I和Q输出脚可能包含小的串联电阻(大约100Ω),这在测试负载较轻时(如大于20kΩ的阻性负载和几个pF的电容)并不会对系统性能有明显影响。还有助于防止不需要的RF辐射进入屏蔽盒内部。

    在电源上应连接穿心电容,在电源引脚的内部和外部应使用磁阻。在靠近IC引脚处应使用两个不同值的电容对电源进行去耦。

4.2 使用内部的AGC检测器

    AD607在内部的中频放大器输出处有一个检测器单元,在不需要DSP支持的接收机应用中,该单元可为芯片自射提供AGC和输出电平调节功能。在AGIN端和地之间连接一滤波电容就可实现这一特性。该端上的电压可用作RSSI输出,其定标已在前面讨论过了。

4.3 AGC电容值的选取

    在增益调制比较麻烦的应用中,如将AGC电容从1nF升高至2.7nF;则80dB增益时的转换时间(20mV/dB)将接近1ms。

    在IF较低时,AGC电容应予以相应增加,以避免增益纹波。因此在455kHz的频率时要获得同样的纹波,电容应从1nF增加到0.022μF。

    在AM应用中,AGC环路不应跟踪调制包络。在最低的调制频率(比如300Hz)时,增益变化量所引起的失真不应起过1%的THD失真。注意在AM应用中,AGC滤波电容是由调制带宽决定的,而不是由IF决定的。

4.4 其它

    在脚12和地之间不能放置电阻,因为这里的电阻会将积分器转换为低通滤波器。积分器为维持给定的输出不需要输入信号,而低通波波器需要。此“输入”是IFOP端增加的幅度信号。因此AGC环路不需调整IFOP端的输出电平。

5 典型应用电路

    图5所示为AD607的应用电路。中频和射频端口使用50Ω的电阻端接,以便与外部的本振和射频信号在宽频带实现匹配。中频滤波器为10.7MHz,使用330Ω的输入和输出端接。

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