半英寸UMTS基站接收器設(shè)計(jì)

　　接收器頻率范圍： 1920 至 1980MHz

　　RF 增益： 最大值為 15dB

　　自動(dòng)增益控制 (AGC) 范圍： 20dB

　　噪聲指數(shù)： 1.6dB

　　IIP2： +50dBm

　　IIP3： 0dBm

　　P1dB： -9.5dBm

　　20MHz 時(shí)的抑制： 2dB

　　發(fā)送器頻帶上的抑制： 96dB

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　　圖 1：在 LTM 9004 微型模塊接收器中實(shí)現(xiàn)的直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)

　　OFFSET ADJUST：偏移調(diào)節(jié)

　　DC OFFSET CONTROL：DC 偏移控制

　　考慮到 RF 前端的有效噪聲貢獻(xiàn)，LTM9004 引起的最大可允許噪聲必須是 -142.2dBm/Hz。LTM9004 的典型輸入噪聲是 -148.3dBm/Hz，據(jù)此計(jì)算出的系統(tǒng)靈敏度為 -116.7dBm。

　　一般情況下，此類接收器可受益于 ADC 之后的數(shù)字化信號(hào)的某些 DSP 濾波。在該場(chǎng)合中，假設(shè) DSP 濾波器是一款具有 α = 0.22 的 64 抽頭 RRC 低通濾波器。為了在存在同通道干擾信號(hào)的情況下運(yùn)作，接收器在最大靈敏度下必須擁有足夠的動(dòng)態(tài)范圍。UMTS 規(guī)范所要求的最大同通道干擾源為 -73dBm。

　　請(qǐng)注意，就一個(gè)具 10dB 波峰因數(shù)的已調(diào)信號(hào)而言，在 LTM9004 IF 通帶內(nèi) -1dBFS 的輸入電平為 -15.1dBm。在 LTM9004 輸入端，這相當(dāng)于 -53dBm，或 -42.6dBFS 的數(shù)字化信號(hào)電平。

　　RF 自動(dòng)增益控制 (AGC) 設(shè)定為最小增益時(shí)，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(hào)。這種要求最終設(shè)定了在或低于 -1dBFS 時(shí)，LTM9004必須提供的最大信號(hào)。規(guī)范中規(guī)定的最小通路損耗為 53dB，而且假定手機(jī)的平均功率為 +28dBm。那么在接收器輸入端，最大信號(hào)電平就是 -25dBm。這等效于 -14.6dBFS 的峰值。

　　UMTS 系統(tǒng)規(guī)范中詳細(xì)說(shuō)明幾種阻斷信號(hào)。在存在此類信號(hào)的情況下只允許進(jìn)行規(guī)定大小的減敏;靈敏度指標(biāo)為 -115dBm。其中的第一種是一個(gè)相距 5MHz 的鄰近通道 (處于 -42dBm 的功率級(jí))。數(shù)字化信號(hào)電平峰值是 -11.6dBFS。DSP 后處理增加 51dB 抑制，因此在接收器輸入端，這個(gè)信號(hào)相當(dāng)于一個(gè) -93dBm 的干擾信號(hào)。結(jié)果靈敏度為 -112.8dBm。

　　接收器還必須與一個(gè)相隔 ≥ 10MHz 的 -35dBm 干擾通道相競(jìng)爭(zhēng)。微型模塊接收器的 IF 抑制將使這個(gè)干擾通道衰減至相當(dāng)于峰值為 -6.6dBFS 的數(shù)字化信號(hào)電平。經(jīng)過 DSP 后處理，該干擾通道在接收器輸入相當(dāng)于 -89.5dBm，結(jié)果靈敏度為 -109.2dBm。

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

　　在所有這些場(chǎng)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(hào)電平。請(qǐng)注意，調(diào)制通道的波峰因數(shù)將大約在 10 至 12dB，因此在 LTM9004 的輸出端上，其中最大的一個(gè)將達(dá)到約 -6.5dBFS 的峰值功率。

　　最大的阻斷信號(hào)是 -15dBm CW 音調(diào) (超過接收頻段邊緣 ≥ 20MHz)。RF 前端將對(duì)這個(gè)音調(diào)提供 37dB 抑制，因此它出現(xiàn)在 LTM9004 的輸入端時(shí)將為 -32dBm。在這里，這種電平值的信號(hào)仍然不得降低基帶微型模塊接收器的靈敏度。等效的數(shù)字化電平峰值僅為 -41.6dBFS，因此對(duì)靈敏度沒有影響。

　　另一個(gè)不想要的信號(hào)功率源是來(lái)自發(fā)送器的泄漏。因?yàn)檫@是一個(gè) FDD 應(yīng)用，所以這里描述的接收器將是與一個(gè)同時(shí)工作的發(fā)送器耦合的。該發(fā)送器的輸出電平假定為 ≤ +38dBm，同時(shí)發(fā)送至接收的隔離為 95dB。那么在 LTM9004 輸入端出現(xiàn)的泄漏為 -31.5dBm，相對(duì)于接收信號(hào)偏移至少 130MHz。等效的數(shù)字化電平峰值僅為 -76.6dBFS，因此沒有降低靈敏度。

　　直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)的一個(gè)挑戰(zhàn)是二階線性度。二階線性度不夠?qū)⒃试S想要或不想要的任何信號(hào)，以引起基帶的 DC 偏移或偽隨機(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(hào)將降低靈敏度。在這些阻斷信號(hào)存在的每種情況下，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?cè)谏厦婵吹降哪菢?，這種阻斷信號(hào)在接收器輸入端構(gòu)成了一個(gè) -15dBm 的干擾信號(hào)。LTM9004 輸入端產(chǎn)生的二階失真大約比熱噪聲低 16dB，結(jié)果預(yù)測(cè)靈敏度為 -116.6dBm。

　　-15dBm 的 CW 阻斷信號(hào)還將導(dǎo)致二階分量，在這種情況下該分量是一個(gè) DC 偏移。DC 偏移是不想要的，因?yàn)樗鼫p小了 A/D 轉(zhuǎn)換器能處理的最大信號(hào)。一種減輕 DC 偏移影響的可靠方法是，確?；鶐⑿湍K接收器的二階線性度足夠高。在 ADC 輸入端，由于這一信號(hào)而產(chǎn)生的預(yù)測(cè) DC 偏移 < 1mV。

　　請(qǐng)注意，發(fā)送器泄漏不包括在系統(tǒng)規(guī)范中，因此由于這一信號(hào)而產(chǎn)生的靈敏度下降必須保持到最小。發(fā)送器輸出電平假定為 ≤+38dBm，同時(shí)發(fā)送至接收的隔離為 95 dB。LTM9004 中產(chǎn)生的二階失真導(dǎo)致的靈敏度損失將 <0.1dB。

　　在規(guī)范中對(duì) 3 階線性度僅有一個(gè)要求。這就是在兩個(gè)干擾信號(hào)存在的情況下，靈敏度不得降至低于 -115dBm。這兩個(gè)干擾信號(hào)是一個(gè) CW 音調(diào)以及一個(gè) WCDMA 通道，每個(gè)的大小都是 -48dBm。這些干擾信號(hào)每個(gè)都以 -28dBm 的大小出現(xiàn)在 LTM9004 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(diào)分量落在基帶上。這里，這個(gè)分量仍然以偽隨機(jī)噪聲形式出現(xiàn)，因此將使信噪比降低。LTM9004 中產(chǎn)生的 3 階失真大約比熱噪聲層低 20 dB，預(yù)測(cè)靈敏度降低 < 0.1 dB。