德州儀器（TI）推出的系列射頻收發(fā)器（TRF）模擬信號(hào)鏈解決方案

實(shí)現(xiàn)無縫語音連接的大趨勢(shì)正極大改變無線基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的需求。隨著無線市場(chǎng)向全球演進(jìn)。因此這些無線網(wǎng)絡(luò)視國家和基礎(chǔ)設(shè)施開發(fā)程度的不同而工作于不同頻率。不斷演進(jìn)的射頻與不斷涌現(xiàn)的全新無線標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步推動(dòng)了市場(chǎng)對(duì)全面集成的、自適應(yīng)芯片組的需求。滿足日新月異的無線市場(chǎng)需求的關(guān)鍵在于，我們需要推出一款整體解決方案，既能滿足OEM廠商對(duì)提高設(shè)計(jì)效率并同時(shí)降低設(shè)計(jì)成本的基本需求，又能進(jìn)一步確保提供增強(qiáng)型語音功能和高質(zhì)量的語音傳輸性能。本文將探討德州儀器（TI）推出的系列射頻收發(fā)器（TRF）模擬信號(hào)鏈解決方案及其靈活的設(shè)計(jì)特性與增強(qiáng)型音質(zhì)功能。此外，我們還將從市場(chǎng)與消費(fèi)者的角度淺談OEM廠商、服務(wù)供應(yīng)商乃至RF市場(chǎng)如何從中受益。

引言

能否實(shí)現(xiàn)無縫語音及數(shù)據(jù)連接技術(shù)將影響無線基礎(chǔ)局端的設(shè)計(jì)要求。系統(tǒng)容量必須不斷提高，這要求更高帶寬的信號(hào)與多載波能力。發(fā)送器的功率及接收機(jī)的靈敏度越高，信號(hào)覆蓋范圍就越廣泛。為了確保信號(hào)無處不在，網(wǎng)絡(luò)需要更小型的微微基站 （pico base station） 遍布城市的各個(gè)角落以提供服務(wù)。為此，OEM 廠商應(yīng)在確保實(shí)現(xiàn)高效率、低成本設(shè)計(jì)的同時(shí)還能提供更高性能的設(shè)備。

此外，OEM 廠商的系統(tǒng)必須支持包括 CDMA2000、WCDMA、GSM 及 EDGE 等在內(nèi)的多種現(xiàn)有無線標(biāo)準(zhǔn)，以及諸如中國的 TD-SCDMA 和全球?qū)拵?shù)據(jù)服務(wù)的 WiMAX等各種新興標(biāo)準(zhǔn)。靈活的架構(gòu)應(yīng)滿足大多數(shù)甚至所有類型的調(diào)制需求，這對(duì)最大限度地節(jié)約設(shè)計(jì)資源、提高可靠性至關(guān)重要。全球工作頻帶的多樣化進(jìn)一步加劇了復(fù)雜性，大多數(shù)語音通信所采用的頻率介于 800 MHz 至 2.1 GHz 之間，數(shù)據(jù)服務(wù)的頻率則在 3.5 GHz 至 5.6 GHz 之間。

上述頻帶的多樣化需要能夠滿足多種頻帶與各種無線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)需求的高靈活性解決方案。鑒于此，TI 推出了一款可滿足上述要求的高靈活性直接上變頻解決方案，其優(yōu)異的 RF 性能能夠充分滿足嚴(yán)格的基站規(guī)范要求。此外，該解決方案的高集成度還理想適用于小型緊湊的低成本設(shè)計(jì)方案。

發(fā)送器架構(gòu)

發(fā)送器的兩大架構(gòu)選項(xiàng)是直接上變頻架構(gòu)和超外差架構(gòu)。傳統(tǒng)的超外差架構(gòu)包括兩個(gè)混頻階段 （mixing stage），信號(hào)首先向上轉(zhuǎn)換為固定中頻 （IF） 信號(hào)，然后再通過窄帶表面聲波 （SAW） 濾波器。直接變頻方案繞開了 IF 級(jí)，直接從基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為所選的 RF 通道信號(hào)。圖 1 給出了以上兩種架構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。

圖 1 超外差架構(gòu)與直接上變頻架構(gòu)

直接上變頻方案采用正交調(diào)制器 （quadrature modulator），并且消除了采用額外混頻級(jí)、合成器以及 SAW 濾波器的麻煩，這不僅大幅簡化了設(shè)計(jì)工作，同時(shí)也顯著降低了材料清單 （BOM） 成本。此外，該方案可用于其中包括 CDMA、GSM 以及 OFDM 等在內(nèi)的各種調(diào)制技術(shù)，因而具有最高的靈活性。

由于無需采用窄帶濾波器，因此該架構(gòu)可支持與所選調(diào)制方案相對(duì)應(yīng)的各種信號(hào)帶寬。舉例來說，除支持與 CDMA2000 和 WCDMA 相關(guān)的各種帶寬外，還支持范圍通常介于3.5 MHz 至 10 MHz 之間的各種 WiMAX 信號(hào)帶寬。由于無帶寬限制，因此同時(shí)也支持多載波應(yīng)用。此外，直接上變頻架構(gòu)還能支持?jǐn)?shù)字預(yù)失真 （DPD） 線性化信號(hào)。該信號(hào)的帶寬必須高達(dá)所需信號(hào)帶寬的五倍，該信號(hào)中包含為消除功率放大器的非線性影響而修正過的三階與五階產(chǎn)物。

直接上變頻調(diào)制器

直接上變頻調(diào)制器由差動(dòng)同相 （I） 與正交相 （Q） 信號(hào)組成，二者匯總于輸出端。直接上變頻法必須使用正交調(diào)制器?；谡徽{(diào)制器固有特性，本機(jī)振蕩器 （LO） 自身信號(hào)及不必要的鏡像信號(hào)（或無用邊帶）無需濾波器就能自然被抑制。

邊帶抑制量取決于輸入正交分量的幅度與相位平衡。而LO 泄漏取決于IQ兩個(gè)輸入路徑間的 DC 偏移平衡。我們最好能讓器件本身對(duì)本振泄漏與無用邊帶的抑制性能優(yōu)于35 dBc，因?yàn)殡S著溫度的變化，正交調(diào)制器這兩個(gè)指標(biāo)可能會(huì)惡化。如果需要進(jìn)一步的抑制，我們還可在數(shù)模轉(zhuǎn)換器 （DAC） 中做進(jìn)一步微調(diào)。諸如 TI DAC5687 等數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器可提供具備內(nèi)置調(diào)節(jié)功能的 I/Q接口，從而可滿足幅度與相位平衡的要求，并支持 DC 偏移校正。

下表 1 給出了 TI TRF3703 調(diào)制器的關(guān)健參數(shù)。該調(diào)制器的線性及輸出噪聲參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能設(shè)置至關(guān)重要。這些參數(shù)決定了器件的工作輸出范圍，同時(shí)也會(huì)限制整個(gè)無線電系統(tǒng)的最大輸出功率。對(duì)于如 CDMA 及 OFDM 等極高峰均比 （PAR） 的調(diào)制信號(hào)來說，調(diào)制器在傳輸信號(hào)峰值時(shí)要避免對(duì)相鄰頻道功率比 （ACPR） 性能造成較大負(fù)面影響，這對(duì)滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求是至關(guān)重要的。

表 1 TRF3703 RF 參數(shù)