如何使用調(diào)制器探究手機(jī)射頻和混合信號(hào)集成設(shè)計(jì)

　　采用CMOS功率放大器

　　一直以來(lái)，蜂窩電話都使用超外差接收器和發(fā)射器。但是，隨著對(duì)包含多標(biāo)準(zhǔn)（GSM、cdma2000和W-CDMA）的多模終端的需求不斷增長(zhǎng)，直接轉(zhuǎn)換接收器和發(fā)射器架構(gòu)變得日趨流行。在過(guò)去十年中，集成電路技術(shù)取得長(zhǎng)足發(fā)展，使得在單一芯片上集成各種不同的RF、混合信號(hào)和基帶處理功能成為可能。一個(gè)典型的蜂窩收發(fā)器（見(jiàn)圖）包括RF前端、混合信號(hào)部分和實(shí)際的基帶處理部分。就接收器而言，通常的架構(gòu)選擇包括直接轉(zhuǎn)換到直流、極低中頻（IF） 和直接采樣。直接轉(zhuǎn)換到直流的方法會(huì)受直流偏移和低頻噪音干擾，而低IF可以減輕這類干擾，但鏡像抑制卻是一個(gè)關(guān)鍵性挑戰(zhàn)。RF的直接采樣則存在一些固有缺陷，如低頻噪音、寬帶信號(hào)的交疊以及動(dòng)態(tài)范圍需求。在上述所有架構(gòu)中，關(guān)鍵的挑戰(zhàn)是集成模擬和數(shù)字功能。一旦信號(hào)下變換為直流或極低中頻，不希望的干擾信號(hào)會(huì)伴隨有用信號(hào)產(chǎn)生，而且其強(qiáng)度明顯高于有用信號(hào)。對(duì)這種混合信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理需要一個(gè)高動(dòng)態(tài)范圍的A/D轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器必須具有出色的噪音和無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍性能。以GSM通信為例，偏移載波3MHz處的干擾信號(hào)比有用信號(hào)高76dB，而偏移600KHz處的干擾信號(hào)比有用信號(hào)高56dB。這確定了A/D轉(zhuǎn)換器的上限。此外，在參考靈敏度水平，A/D輸入端的有用信號(hào)可能只有1mV（-60dBV）。為了不降低噪音指數(shù)性能，量化噪音的基底必須足夠低，對(duì)1mV信號(hào)要求是在-80dBV。另一方面，CDMA和W-CDMA具有更低的信噪比要求，所以可容忍的量化噪音基底范圍相對(duì)較寬。高動(dòng)態(tài)范圍的Σ-Δ轉(zhuǎn)換器可以從連續(xù)時(shí)間轉(zhuǎn)換器到離散采樣時(shí)間轉(zhuǎn)換器等不同類型的器件中進(jìn)行選擇。連續(xù)時(shí)間A/D轉(zhuǎn)換器的優(yōu)勢(shì)是提供了抗交疊濾波器，它可以嵌入作為轉(zhuǎn)換器的一部分。而離散時(shí)間轉(zhuǎn)換器則需要在轉(zhuǎn)換器前放置一個(gè)抗交疊濾波器，以消除頻譜鏡像。調(diào)制器的階數(shù)是影響動(dòng)態(tài)范圍的另一個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)。高階調(diào)制器可以增加動(dòng)態(tài)范圍，但會(huì)導(dǎo)致潛在的穩(wěn)定性問(wèn)題。單位量化器與多位量化器之比也會(huì)影響動(dòng)態(tài)范圍特性。每個(gè)附加位可以提供6dB的動(dòng)態(tài)范圍，但這個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)需要在反饋通道中進(jìn)行不匹配修整，以獲得所需的動(dòng)態(tài)范圍。