带有集成电压调节器的CDMA发信机中频子系统芯片AD6122

    摘要：AD6122为3V发信机中频子系统芯片，它内含集成电压调节器，片内的I/O调制器使用差分正交基带输入，可与CDMA基带转换器相接。主要用于CDMA、W-CDMA、AMPS、TACS等系统和QPSK发信机。本文介绍了AD6122的主要特点、原理性能和典型应用电路。

    关键词：发信机 中频子系统CDMA I/O调制器 AD6122

1 AD6122的功能特点

    AD6122是低功耗的发信机中频子系统。它由高动态范围的中频放大器、正交产生器、I和Q路调制器和低功耗控制输入等部分组成。内部还有低压降电压调节器，因此可使用电压为2.9V～4.2V的电池供电。图1所示是它的内部结构框图。

    增益控制输入端接收来自DAC输出的增益控制电压输入，可提供97dB的增益控，并可使用内部参考或者外部参考来设定增益控制标度因子。

    I/O调制器作用差分正交基带输入，该输入来自CDMA基带转换器。AD6122芯片能以两倍于中频的旁路注入本振信号。并在除2的正交产生器后接有多相位滤波器，其正交准确度可保证在±1度之内。

    调制器提供的共模参考输出可为基带转换器的发送DAC提供偏置，这样两个芯片间可采用直流耦合，从而避免了对耦合电容的充电和放电操作。因此AD6122和CDMA基带芯片可以最快的速度在正常工作状态和低功耗工作状态之间进行切换。

    AD6122中频子系统芯片采用25GHz的BiCMOS半导体工艺制造，主要特性如下：

    ●可在CDMA、W-CDMA、AMPS和TACS应用系统中与IS98A和PCS标准兼容；

    ●线性中频放大器具有-63dB～+34dB的分贝线性增益控制和带温度补偿的增益控制；

    ●正交调制器可调制从50MHz～350MHz的变动中频信号频率；

    ●采用集成低压降调节技术，可使用来自电池的2.9V～4.2V输入；

    ●低功耗；

    中等增益时电流消耗为10.4mA；

    睡眠模式时电流消耗小于10μA。

    ●具有与AD6122发信机芯片相配套的接收机中频芯片（AD6121）

    AD6122以其优越的性能可广泛用于CDMA、W-CDMA、AMPS和TACS系统和QPSK发信机系统。

    AD6122采用28脚SSOP封装，表1为其管脚功能描述。

表1 AD6122管脚描述

2 工作原理

    AD6122由大动态范围的中频放大器、正交产生器、I/O调制器、低压降调节器和低功耗控制电路等部分组成。

2.1 I/O调制器

    I/O解调器使用差分的正交基带输入，该输入来自CDMA基带转换器。本振信号频率是中频信号的2倍。正交产生器后接有两个多相位滤波器，可保证±1度的正交性，其简单电路图2所示。

2.2 中频放大增益控制

    中频放大器可提供86dB的增益控制范围。输入级使用差分连续可变衰减器。这些低噪声衰减器由差分R-2R梯形电阻网络、线性内插器和固定增益放大器组成。中频增益的大部分由级联的三组宽带放大器提供。中频放大器的差分输入阻抗为1kΩ。与调制器的输出类似，中频放大器的输出为差分电流，它会随着增益控制电压的变化而改变。为了获得所需的特定增益，中频放大器的输出应使用1kΩ的差分负载。

    增益控制电路内部还有温度补偿电路，可选择使用内部或外部的参考来调整增益标这因子。增益控制输入使用来自DAC的增益控制电压，它可提供97dB的增益控制范围。

    外部增益控制信号的噪声应尽可能的小。在一个典型的无线通信应用中，建议对此信号进行滤波以减少噪声。使用含有噪声的输入信号将在AD6122的输出端产生带内和邻信道干扰。使用简单的RC滤波器可降低噪声，但是在设计时应特别小心。如果选用的电阻值太大，将在此电阻上产生较大的压降，其结果是得到的增益要比期望的值小。对于具有20kHz带度的RC滤波器，建议使用1kΩ的电阻和8.2nF的电容。

2.3 低功耗控制

    A左AD6122在工作时，首先是中频放大器和I/O解调器被激活，然后是只有中频放大器激活或者中频放大器和解调器都处于低功耗状态。这些不同模式的实现由PD1脚和PD2脚来控制。具体控制方法见表2所列。

表2 AD6122的低功耗控制

2.4 低压降调节器

    AD6122内部集成了一个低压降调节器。这样便可使用2.9～4.2V的电池输入并提供2.7V的输出（5脚，LDOC）。该2.7V的信号可为DVCC（10脚）、TXVCC（13脚）、IFVCC（25脚）提供所需的直流电压。为了配置低压降调节器，可使用hFE最小为100，最大为300的外部晶体管，且VCE饱和电压应为-0.4V。

2.5 保护滤波器

    当AD6122的中频放大器和解调器都被激活时，从中频放大器的输出端和IQ调制器的输入端观测的寄生阻抗将足够大，这样产生的低通滤波器会衰减中频信号。因此，应使用一外部电感与之形成并联谐振电路来消除寄生电容的影响。把外部电感和内部的寄生电容所构成的电路称作保护滤波器。

    该外部电感值是工作的中频频率的函数。其准确值与印制板布局有关，具体选用电感值时需要调整确定。实际应用时可在表3中的值附近进行调整选用。

表3 保护滤波器的电感值

    图3所示为AD6122与基带转换器的连接电路。AD6122到CDMA基带转换器的接口可使用中频或基带输入。基带转换器的基带输出直接连接到AD6122的基带输入端。把基带转换器上的发送AGC信号用DAC输出，然后通过一个由电阻和电容组成的低通滤波器连接到D6122的VGAIN脚上。