变频无线发射机系统电路设计详解

电路为宽带直接变频发射机模拟部分的完整实施方案（模拟基带输入、RF输出）。通过使用锁相环（PLL）和宽带集成电压控制振荡器（VCO），本电路支持500MHz至4.4GHz范围内的RF频率。PLL中的本振（LO）执行谐波滤波，确保提供出色的正交精度、边带抑制和低误差矢量幅度（EVM）。低噪声、低压差调节器（LDO）确保电源管理方案对相位噪声和EVM没有不利影响。这种器件组合可以提供500MHz至4.4GHz频率范围内业界领先的直接变频发射机性能。

　　图1：直接变频发射机（原理示意图：未显示所有连接和去耦）。

　　图2:CN-0285直接变频发射机评估板。

　　电路描述

　　图1所示电路使用完全集成的小数N分频PLL ICADF4351(＄8.6160)和宽带发射调制器ADL5375(＄6.0480).ADF4351向发射正交调制器ADL5375提供LO信号，后者将模拟I/Q信号上变频为RF信号。两个器件共同提供宽带基带I/Q至RF发射解决方案。ADF4351采用超低噪声3.3VADP150(＄0.3720)调节器供电，以实现最佳LO相位噪声性能。 ADL5375则采用5VADP3334LDO供电。ADP150 LDO的输出电压噪声仅为9μVrms，有助于优化VCO相位噪声并减少VCO推压的影响（等效于电源抑制）。

　　需要对ADF4351 RF输出进行滤波，以衰减谐波水平，使ADL5375正交产生模块的误差最小。依据测量和仿真得知，奇次谐波对正交误差的贡献大于偶次谐波；如果将奇次谐波衰减至？30dBc(＄20.9824)以下，则可以实现？40dBc或更好的边带抑制性能。ADF4351数据手册给出了其二次谐波（2H）和三次谐波（3H）水平，如表 1所示。为使三次谐波低于-30dBc，大约需要衰减20dB.

　　表1:ADF4351 RF输出谐波水平（未经滤波）。

　　本电路提供四种不同的滤波器选项，以适应四个不同的频段。这些滤波器设计采用100Ω差分输入（ADF4351 RF输出经适当匹配）以及50Ω差分输出（ADL5375 LOIN差分阻抗）。并采用切比雪夫响应，以获得最佳滤波器滚降，但通道纹波会增多。滤波器原理图如图3所示。这种拓扑结构十分灵活，既可以使用全差分滤波器，使器件数量最少，也可以对各路输出使用一个单端滤波器，或者综合运用以上二者。我们发现，对于较高频率（》2GHz），两个单端滤波器的串联电感值是全差分滤波器电感值的两倍，因而器件寄生效应的影响得以减小，可提供最佳性能。对于较低频率（《2GHz），全差分滤波器足以满足需要。

　　图3:ADF4351 RF输出滤波器原理图。

　　ADF4351输出匹配包括ZBIAS上拉电阻，电源节点的去耦电容也起到一定的作用。为实现宽带匹配，建议使用阻性负载（ZBIAS=50Ω），或者将一个阻性负载与ZBIAS的电抗性负载并联。后者提供的输出功率稍高，具体取决于所选的电感。

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最后

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