電路功能與優(yōu)勢
該電路是靈活的頻率捷變中頻至基帶接收機。中頻和基帶 上的可變增益用于調(diào)整信號電平。 ADRF6510 基帶ADC驅(qū)動器還包括可編程低通濾波器，可消除通道外阻塞和噪 聲。
此濾波器的帶寬可隨著輸入信號帶寬變化而動態(tài)地調(diào)節(jié)。 這樣可以確保由本電路驅(qū)動的ADC的可用動態(tài)范圍得到充 分使用。
電路內(nèi)核是IQ解調(diào)器。 ADL5387 基于2×LO的相位分離架構(gòu) 支持寬頻率范圍工作。精確的正交平衡和低輸出直流失調(diào) 確保了對誤差矢量幅度(EVM)的影響極小。
本電路內(nèi)所有元件間的接口均采用全差分式。如果不同級間需要直流耦合，相鄰級的偏置電平彼此兼容。
圖1. 直接變頻接收機原理示意圖(所有連接和去耦均未顯示)
電路描述
接收機架構(gòu)
本電路筆記中描述了接收機的直接變頻(也稱為零差或零中頻)架構(gòu)。與可以執(zhí)行多次頻率轉(zhuǎn)換的超外差式接收機相比，直接變頻無線電只能執(zhí)行一次頻率轉(zhuǎn)換。一次頻率轉(zhuǎn)換的優(yōu)勢如下：
降低接收機復雜性，減少所需級數(shù);提高性能和降低功耗
避免鏡像抑制問題和不需要的混頻產(chǎn)物;只需要基帶上的一個LPF
高靈敏度(相鄰通道抑制比[ACRR])
圖1顯示了該系統(tǒng)的基本原理示意圖，包括集成自動增益控制(AGC)環(huán)路的級聯(lián)中頻可變增益放大器(VGA)，以及緊隨其后的正交解調(diào)器、具有可變基帶增益的可編程低通 濾波器。圖1中以灰色顯示的元件( ADF4350 和 AD9248) 是為清楚起見，并不包括在系統(tǒng)級測量中(有關(guān)這些器件的詳情請參見“常見變化”部分)。
理想情況下，第一級的輸入和最后級的輸出應設(shè)置系統(tǒng)的 動態(tài)范圍(信噪比)。實際上，情況可能并非如此。在正交 解調(diào)器之前放置級聯(lián)VGA不僅會給系統(tǒng)帶來更多增益，而 且有利于整體系統(tǒng)噪聲性能，只要VGA的噪聲系數(shù)低于正 交解調(diào)器，只要VGA仍具有增益，且未發(fā)生衰減。后續(xù)級 的噪聲系數(shù)通過初始VGA的增益進行分頻處理。提供VGA (相對于僅提供固定增益放大器)的另一優(yōu)點是AGC環(huán)路可 經(jīng)設(shè)計以調(diào)平正交解調(diào)器的輸入信號。這一限制施加于正 交解調(diào)器和任何后續(xù)級的信號電平的能力非常重要。
中頻VGA和AGC環(huán)路
中頻VGA和AGC環(huán)路功能可通過 ADL5336來實現(xiàn)。它具有 兩個可級聯(lián)VGA，每個VGA具有24 dB的模擬動態(tài)范圍，并 且可以通過SPI端口以數(shù)字方式改變每個VGA上的最大增 益。
為了實現(xiàn)信號調(diào)平AGC功能，每個 ADL5336 VGA具有平方 律檢波器，通過可編程衰減器連接到輸出。檢波器將衰減 器的輸出與63 mV rms的內(nèi)部基準電壓進行比較。如果衰減 器輸出與63 mV rms基準電壓間有差異，誤差電流便會產(chǎn)生 并集成到CAGC電容內(nèi)。AGC環(huán)路通過將DTO1/DTO2引腳連 接到GAIN1/GAIN2引腳關(guān)閉。為了使AGC環(huán)路正常工作， 將MODE引腳拉至低電平，從而產(chǎn)生負VGA增益斜率。
每個 ADL5336 VGA具有允許的輸入功率范圍，AGC將在此 范圍內(nèi)調(diào)平至特定設(shè)定點。在該范圍以外，VGA輸出隨輸 入一起按dB遞增或遞減(假定VGA未處于壓縮狀態(tài)或信號 不在噪底內(nèi))。
IQ解調(diào)器
信號從 ADL5336 路由至 ADL5387，在此接受解調(diào)并將頻率 轉(zhuǎn)換為零中頻。 ADF4350頻率合成器可向 ADL5387提供所 需的2×LO信號(參見“常見變化”部分);但實際測試使用信 號發(fā)生器代替 ADF4350 。
ADL5387 使用兩個雙平衡混頻器，一個用于I通道，一個用 于Q通道。提供給混頻器的LO使用2分頻正交分相器生 成。這為I和Q通道提供了0°和90°信號。 ADL5387在RF輸入 至基帶I和Q輸出之間提供約4.5 dB的轉(zhuǎn)換增益。
低通濾波器、基帶VGA和ADC驅(qū)動器
低通濾波、基帶增益和ADC驅(qū)動器功能全部使用 ADRF6510來實現(xiàn)。施加于 ADRF6510的信號現(xiàn)在具有獨立 的I和Q路徑，信號首先通過前置放大器放大，然后進行低 通濾波，以抑制任何不需要的帶外信號和/或噪聲，最后通 過VGA放大。
ADRF6510 的每個通道可分為三個級：
前置放大器
