高速ADC的選擇與應(yīng)用

高速ADC的進(jìn)步,直接促使3G基站(如WCDMA ,TD-SCDMA,UMTS)接收(RX)和發(fā)送(TX)通路的性能改善。隨著新基站設(shè)計(jì)要求低功率工作和小尺寸,對信號鏈路元件的熱性能提出額外的要求。要求ADC低功率,高性能小尺寸。節(jié)省板空間的熱耗。

根據(jù)終端用戶要求,不同制造商所選擇的RX通路發(fā)生基本的變化。單載波接收機(jī)通常采用雙ADC取樣來自信號信道解調(diào)的I和Q,通過單RX通路在中頻IF(70MHz-140MHz)直接取樣。只要兩個(gè)ADC之間有足夠隔離,采用雙ADC才可能。

具有110dB信道隔離性能的雙14位80Msps ADC

Linear 公司的低功率高速雙ADC,具有-110dB交擾信道隔離和低功耗(每個(gè)通道僅444mW,222mW)。73dB SNR(信噪比)和85dB SFKR(無寄生動(dòng)態(tài)范圍)的信能,對于基站應(yīng)用是理想的。除基站應(yīng)用外,這些低功率雙ADC對于其他通信和高端媒體圖像處理設(shè)備也是適合的。

用于功放線性化的高速ADC

在TX通路,功效(PA)失真是使系統(tǒng)具有更多性能的限制因素,所以,采用不同的方法來線性化PA輸出。采用高速ADC和快速數(shù)字信號處理方法,用一個(gè)反饋通路數(shù)字化預(yù)改變PA輸出(圖2)來補(bǔ)償功放的非線性。

PA線性化的取樣率依賴于被數(shù)字化的諧波數(shù)量和信號帶寬。一些PA設(shè)計(jì)需要185Msps和12位分辨率的ADC。

Linear 公司的LTC2220-1是一款12位185MSPS ADC,具有67.5dB SNR 80dB SFDR、775MHz全功率帶寬。這些特性對于功放線性化的數(shù)字預(yù)變化應(yīng)用是理想的。對于蜂窩基站收發(fā)器間的微波鏈路也是理想的器件。

除ADC良好的AC性能外,最佳化的邏輯接口對低噪聲也是重要的。輸入輸出可以是低EMI的差分LVDS或單端CMOS。一個(gè)分離的數(shù)字輸出電源,允許CMOS輸出擺幅范圍0.5V~3.3V,這能匹配低電壓DSP,使開關(guān)噪聲最小。

圖1 采用解調(diào)I和Q的接收器結(jié)構(gòu)

高SF2R的正交解調(diào)器

對圖1中雙ADC之前的信號鏈路元件也有相同的要求。Linear公司新的、非常高線性度和低噪聲I/Q解調(diào)器為高線性度和低燥聲I/Q調(diào)制解調(diào)器為記性能接收機(jī)提供無線信號到基帶的直接變頻和IF變頻(見圖3)。LT5517 I/Q解調(diào)器具有23.5dBmIIp3(輸入3階截聽點(diǎn))、9.5dB噪聲因數(shù)(在200MHz),這些性能適合檢測微弱信號,基至在高干擾情況下。此性能導(dǎo)致SFDR超過80dB。LT5517集成有精確的0°和90°分相器,在40MHz~900MHz范圍內(nèi)提供精確RF信號的I(同相)和Q(90°相移)解調(diào),直接到基帶。

LT5517非常適合高性能無線基礎(chǔ)架構(gòu)接收器應(yīng)用中的IF和RF解調(diào)。其他應(yīng)用包括微基站、中繼器單元、RFID讀機(jī)和寬帶固定無線接入。

LT5517包含一對匹配的高線性度混頻器,帶片上正交相位產(chǎn)生器和分相器。I和Q信號通路通常增益匹配到0.03dB,典型的相位失匹為0.7°,這導(dǎo)致高精度I和Q解調(diào)。差分I和Q輸出具有小的DC偏移(典型值0.5mV,)而內(nèi)置的130MHz低通濾波器能去除帶外噪聲。

內(nèi)部正交分相器采用來自除2電路的本振(LO)。相應(yīng)地,ZXLO輸入口接收2倍 LO頻率的信號,因而使得到RF口的LO漏電最小。另外,LT5517具有良好的口間RF漏電,這降低了外部RF濾波器要求。ZXLO輸入僅需要-5dBm驅(qū)動(dòng)電平,而且內(nèi)部與50Ω匹配,因此,能提供一個(gè)簡單的單端接口。

圖2 用85MSPSADC數(shù)字預(yù)改變PA線性化

圖3 單載波接收機(jī)的I/Q解調(diào)器

圖4 低功率混頻器有良好線性性能

RF有源混頻器

用單ADC,I/O解調(diào)器設(shè)計(jì)多載波接收機(jī)是在數(shù)字域進(jìn)行。LT5525和LT5526有源混頻器把高線性度與低功率結(jié)合起來。LT5526具有16.5dBmIIP3(在900MHz)和11dB噪聲因數(shù)。此性能補(bǔ)充0.6dB轉(zhuǎn)換增益。另外LT5526只需要-5dBmLO驅(qū)動(dòng),而且口間LO漏電低到-65dBm,這降低了外部濾波要求。LT5526具有完全差分輸入和輸出,并工作在100KHz~2GHz寬范圍帶寬內(nèi)。此器件在很多應(yīng)用中可作為下變頻混頻器或上變頻混頻器。

LT5525具有片上RF輸入變壓器,并在RF和LO輸入提供內(nèi)部50Ω阻抗匹配元件,可以單端驅(qū)動(dòng)這些輸入,而不需用外部阻抗匹配元件,因此,便于采用和降低成本(見圖4)。LT5525的IIP3為21dBm(在900MHz),噪聲因數(shù)為14dB(轉(zhuǎn)換增益為-2.6dB)。

LT5525和LT5526都工作在單電源(3.5V~5.3V),工作電流典型值為28mA。

低失真低噪聲差分ADC驅(qū)動(dòng)器

LT1993-2是一款低失真低噪聲差分放大器,作為ADC驅(qū)動(dòng)器(70MHz輸入頻率,800MHz -3dB帶寬)。特別低的輸入噪聲和低失真分量,使LT1993-2成為驅(qū)動(dòng)高速12位和14位ADC的理想器件。除額定的非濾波輸出外,LT1993-2具有內(nèi)置175MHz差分低通濾波器和另一對濾波輸出,這在驅(qū)動(dòng)高速ADC時(shí),減少外部濾波元件。通過VOCM引腳可以容易地設(shè)置共模電壓,這樣,在很多應(yīng)用中消除輸出變壓器或AC耦合電容器。

LT1993-2設(shè)計(jì)用于滿足通信收發(fā)器應(yīng)用的要求。它可以用作為差分ADC驅(qū)動(dòng)器,一個(gè)通用增益單元或其他任何應(yīng)用所需的差分驅(qū)動(dòng)。

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