CDMA/FM发送调器RF9958及其应用

    摘要：RF Micro Device公司生产的RF9958中集成了完整的正交解调器、中频自动增益控制（AGC）放大器和上变频器，可用作双模式的CDMA/FM蜂窝移动通信系统和PCS系统中的发送单元。该芯片在对基带IQ通道信号进行调制时可提供95dB的增益控制范围。文中介绍了RF9958的原理、特点和典型应用电路。

    关键词：调制器 移动通信 CDMA AGC RF9958

1 概述

RF9958是RF Micro Device公司推出的CDMA/FM发送调制器。它在内部集成了完整的正交解调器、中频自动增益控制（AGC）放大器和上变频器，可用于双模式的CDMA/FM蜂窝移动通信系统和PCS系统中的发送单元。该芯片可对基带IQ通道信号进行调制和放大以获取中频信号，可提供95dB的增益控制范围，并可将中频信号上变频到UHF频段。其关键的指标（如噪声系数和IP3等）与CDMA蜂窝移动通信系统标准IS-98和J-STD-018兼容。RF9958采用先进的硅双极工艺（FT-15GHz）设计制造，并使用标准的小28脚SSOP封装。其主要特性如下：

●支持双模式工作（CDMA和FM）；

●带有双平衡UFH上变频混频器；

●具有数字控制低功耗模式；

●中频AGC放大器具有100dB的控制范围；

●工作电源范围为2.7V～3.3V；

RF9958可广泛应用于CDMA/FM蜂窝通信系统、扩谱无绳电话、CDMA PCS系统、高速数据Modem、无线本地环路和通用数字接收机等系统。

2 工作原理

图1所示为RF9958芯片的内部原理框图。各管脚的功能如下：

1脚（MODE）：CDMA和FM模式选择输入端，为数字控制输入端。此端为逻辑高电平时，选定CDMA模式，为逻辑低电平时选定FM模式。当处于FM模式时，FM放大器开始工作，而IQ调制器关断。

2 脚（QSIG）：到Q混频器的基带输入，该端使用直流解耦。应在该端施加大小为0.6V的直流电平为内部晶体管提供偏置。此脚的输入阻抗至少应为50kΩ。

3脚（QREF）：Q混频器的参考电压。此脚的直流电压与应施加到QSIG端的电压相同。为获得是大的载波抑制，该脚相对于ISIG脚（5脚）的直流电压需进行调整。该脚的输入阻抗至少为50kΩ。

4脚（IREF）：I混频器的参考电压。此脚的直流电压应与施加到ISIG端的电压相。为获得最大的载波抑制，该脚相对于ISIG脚的直流电压需进行调整。该脚的输入阻抗至少应为50kΩ。

5脚（ISIG）：到I混频器的基带输入，该端使用直流解耦。并应施加大小为0.6V的直流电平为内部晶体管提供偏置。其输入阻抗至少的50kΩ。

6脚、12脚（GND1）：为带隙电压源、增益控制、调制器和FM放大器的接地端。在PCB上，此端与旁路电容间的连线应尽量短，且最好将旁路电容的接地端直接连接到地平面。

7脚（VCC1）：用于本振LO1和限幅放大器的电源，此电源应被隔离以减小载漏。此端需接1nF的旁路电容。在PCB上，此端与旁路电容间的连线应尽量短，旁路电容的地端亦应直接连接到地平面。

8脚（LO1+，FM+）：平衡调制器LO1同相输入端，另一输入端是LO1-。此脚的频率在内部被2分频，因此调制的载波频率是施加频率的一半。

9脚（LO1-，FM-）：平衡调制器LO1的反相输入端。在单端应用中，可将此脚通过1nF的电容交流耦合到地。

10脚（BGOUT）：带隙电压参考，此电压在整个温度和电源范围内应维持不变，可用于为内部电路提供偏置。设计时应在外部使用1nF的旁路电容。

11脚（VCC3）：AGC和带隙参考电路电源，通常需要在外部使用1nF的旁路电容。此脚与旁路电容间的连线应尽可能短。旁路电容的地端应连接到地平面。

13脚（PD1）：低功耗控制，此端为逻辑高时，所有电路正常工作，为逻辑低时，所有电路将被关断。

14脚（VCC4）：混频器的电源电压输入端，该电源可以对频和射频进行最大的隔离，并降低载漏，通常需要在外部使用100pF的旁路电容。此脚与旁路电容间的连线应尽可能短。旁路电容的地端应直接连接到地平面。

15脚（PD2）：混频器的低功耗控制输入端。当连接到10脚时，混频器正常工作，当此端连接到地时，混频器被关闭，但所有其它的电路仍可正常工作。

16脚、23脚（GND2）：混频器接地端，为了能够获得最佳性能，应将此端与地平面间的距离设计得尽可能短。

17脚（RFOUT）：射频输出端。

18脚（DEC）：电流镱像解耦端。应在外部使用100pF的旁路电容，旁路电容的地端应直接连接到地平面。

19脚（LO2+）：平衡混频器的本振LO2的同相输入端。

20脚（LO2-）：平衡混频器的本振LO2的反相输入端。在单端应用中，应将此端通过100pF的电容交流接地。

21脚、22脚（MIXIN-，MIXIN+）：混频级平衡输入引脚。如果使用中频滤波器，需要使用合适的阻抗匹配网络。

24脚、25脚（MODOUT-，MODOUT+）：AGC平衡输出引脚。采用平衡输出时，该端的输出阻抗为200Ω。如果不需要滤波，可将此端通过隔直电容连接到MIXIN-端。为了获得最大动态范围，可在此端与电源Vcc间连接一个电感，此电感的高品质因数应当采用较高类型的产品。

26脚（DEC）：AGC解耦端，需要使用10nF的外部旁路电容。此脚与旁路电容间的连线应尽可能短。旁路电容的地端应直接连接到地平面。

27脚（GC）：AGC放大器的模拟增益控制，有较控制电压范围0.5～2.5VDC。AGC的增益范围是88dB。

28脚（VCC2）：调制级电源电压，应使用10nF的外部旁路电容。此脚与旁路电容间的连线应尽可能短。旁路电容的地端应直接连接到地平面。

3 典型应用

    图2所示为芯片RF9958在移动通信系统中的典型应用电路。