詳細(xì)解析基于射頻電路中各典型功能模塊
發(fā)布時間:2018-02-23 來源:EDN電子技術(shù)設(shè)計 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】隨著電路集成技術(shù)日新月異的發(fā)展,射頻電路也趨向于集成化、模塊化,這對于小型化移動終端的開發(fā)、應(yīng)用是特別有利的。目前手機(jī)的射頻電路是以 RFIC 為中心結(jié)合外圍輔助、控制電路構(gòu)成的。射頻電路中各典型功能模塊的分析是我們討論的主要內(nèi)容。
Outline收發(fā)器(Transceiver)鎖相環(huán)(PLL)功率控制環(huán)路(APC)收發(fā)雙工器(Diplexer)衰減網(wǎng)絡(luò)(Attenuation)匹配網(wǎng)絡(luò)(Matching)濾波網(wǎng)絡(luò)(Filter)平衡網(wǎng)絡(luò)(Balance)其它
1.收發(fā)器(Transceiver)收發(fā)器即調(diào)制解調(diào)器調(diào)制:發(fā)射時基帶信號加載到射頻信號解調(diào):接收時射頻信號過濾出基帶信Transceiver根據(jù)其工作頻率可分為:單頻、雙頻、三頻等Transceiver根據(jù)其中頻特征可分為有中頻、零中頻、近零中頻等以DB2009為例介紹Transceiver UAA3535的內(nèi)部結(jié)構(gòu)UAA3535是近零中頻收發(fā)器,它最多可以作三頻收發(fā)它內(nèi)部有:三個PLL(包括一個內(nèi)置VCO)、正交混頻解調(diào)器、可控增益低噪放大器、混頻調(diào)制器等它需外接:13MHz參考基準(zhǔn)時鐘、RXVCO、TXVCO、基帶控制信號等我們需要研究其內(nèi)部各重要節(jié)點(diǎn)的頻率、帶寬,信號轉(zhuǎn)換的流程等細(xì)節(jié)
2.鎖相環(huán)(PLL)鎖相環(huán)四個基本構(gòu)成元素:鑒相器(PD)鑒頻器(FD)鑒相鑒頻(PFD):PD/FD/PFD是一個相位/頻率比較裝置,用來檢測輸入信號與反饋信號之間的相位/頻率差環(huán)路濾波器Loop Filter(LP):LP一般為N階低通濾波器電壓控制振蕩器(VCO):VCO是一個電壓--頻率變換裝置 ,輸出振蕩頻率應(yīng)隨輸入控制電壓線性地變化參考信號源(Reference signal source):參考信號源提供與反饋信號鑒相鑒頻用的對比輸入信號
鎖相環(huán)路的性能鎖相環(huán)的基本性能包括捕獲過程與同步。(1)捕獲過程的性能指捕獲帶和捕獲時間。捕獲帶指環(huán)路能通過捕獲過程而進(jìn)入同步狀態(tài)所允許的最大固有頻差捕獲時間是環(huán)路由起始時刻到進(jìn)入同步狀態(tài)的時刻之間的時間間隔Frequency deviation capability 》》 the max. PLL capture range(2)環(huán)路鎖定之后穩(wěn)態(tài)頻差等于零,進(jìn)入同步狀態(tài)。穩(wěn)態(tài)相差通??偸谴嬖诘模且粋€固定值。環(huán)路的跟蹤性能輸入信號變化越快,跟蹤性能就越差。暫態(tài)相位誤差和穩(wěn)態(tài)相位誤差的大小,是衡量環(huán)路線性跟蹤性能好壞的重要標(biāo)志。環(huán)路噪聲性能噪聲包括輸入噪聲與諧波干擾和內(nèi)部噪聲與諧波干擾,壓控振蕩器內(nèi)部的噪聲是主要的噪聲源。環(huán)路捕獲性能捕獲帶越寬越好,捕獲時間越短越好,可提高環(huán)路的增益K或者增加濾波器的帶寬,但加大環(huán)路增益或?yàn)V波器帶寬往往是與提高環(huán)路的跟蹤性能和濾波性能的要求相矛盾。采用輔助捕獲的方法達(dá)到目的。包括輔助鑒頻和鑒頻鑒相,變帶寬和變增益等。
基本構(gòu)成電路分析鑒相器(Phase Detector)電荷泵——環(huán)路低通濾波器(Charge Pump——Loop Filter )壓控振蕩器(Voltage Controlled Oscillator)分頻器(DIV)
VCO的選擇要素:● High spectral purity● Linear voltage-frequency transfer characteristic● Good frequency stability to temperature● Frequency deviation capability 》》the max. PLL capture range● Time response● Low power consumption and Output level● Output harmonic level and tuning sensitivity● Phase noise
3.功率控制環(huán)路(APC)功率控制環(huán)路構(gòu)成:功率放大器(Power Amplifier)、功率耦合器(Power Coupler)、功率檢波器(Power Detector)、功率比較、控制器(Power Comparator&Controller )。這樣構(gòu)成的環(huán)路可以將功率較穩(wěn)定的控制在我們的設(shè)定值上,這個設(shè)定值可以隨時間根據(jù)需要不斷變化。
功率放大器(Power Amplifier)目前手機(jī)用PA一般是厚膜模擬電路制成,它要求將低功率射頻信號線性無失真的放大到一定功率值。它的主要參數(shù)有:● 工作頻率、帶寬;● 最大線性輸出功率(壓縮點(diǎn));● 線性放大對輸入功率要求;● 輸入、輸出需要的匹配阻抗;● 工作電源及電壓、電流的要求;● 控制信號的形式及要求;● 噪聲特性等等。
功率耦合器(Power Coupler)為了達(dá)到功率控制,我們需要使用到的功率傳感器就是功率耦合器,一般為Directional Coupler。它的主要參數(shù)有:詳見其LDC Data Sheet● 耦合量(Coupling)● 插入損耗(Insertion Loss)● 隔離度(Isolation)● 方向性(Directivity) [單位(dB)]
負(fù)包絡(luò)檢波的對二極管要求:檢波二極管D以P極為輸入端檢波二極管的極電容要求較小的肖特基二極管,若極電容過大,將會使負(fù)包絡(luò)過多的耦合流失到低,導(dǎo)致檢波效果變差。
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