SA9500/SA9502双边带CDMA/AMPS下变频器的应用研究

    摘要：SA9500/SA9502是专为CDMA/AMPS设计的前端接收下变频器，它包括三个独立的混频器，能达到蜂窝和PCS波段所要求的最大失真抑制，且耗流低、线性度高。它还可工作于休眠状态。文中从应用角度出发阐述了电路中实现其功能的方法以及应用时需要注意的问题。

    关键词：前端接收下变频器  CDMA/AMPS  不平衡变压器回路  SA9500/SA9502

1 简介

    SA9500/SA9502是专为CDMA/AMPS设计的前端接收下变频器，它包括三个独立的混频器：1900MHz蜂窝FM。SA9500/SA9502可以将接收到的处于上述频段的信号转换至应用所需的50~300Hz IF频段，内部的所有混频器都能达到蜂窝和PCS波段的最大失真抑制要求，由于采用了先进的BICMOS工艺，SA9500的工作电压为2.7V~3.3V（SA9502为2.7V~4.0V），且耗流低、线性度好。它还可工作于休眠状态以降低功耗。片内的LO缓冲区可以任意提供LO信号。

2 SA9500/SA9502的应用

2.1 SA9500/SA9502的特点

    频带的高利用率和低功耗使得SA9500/SA9502码分多址系统（CDMA）在蜂窝和PCS系统中得到广泛的应用。为实现CDMA系统的优良特性，必须选择高性能的接收单元来在低耗流的情况下实现低噪声和高线性度。另一方面，服务商仍对传统的模拟AMPS系统保持着一定的兴趣。为满足这些要求，Philips公司设计了SA9500/SA9502，它既支持蜂窝/PCS系统，又支持CDMA/FM方式。与传统的无源混频器相比，SA9500/SA9502对其前级的LAN的增益要求要低的多，这是因为它不但没有无源混频器所具有的损失，而且在蜂窝FM方式下具有7dB转换增益，并且在蜂窝CDMA和PCS方式下也同样具有约11dB的增益。虽然无源混频器往往可以提供更高的线性度，但是它的LO驱动功率（约+7dB）与SA9500/SA9502（约-3dB）相比要高得多，因此功耗也就高得多。因此在相近功耗条件下与无源下变频器相比，SA9500/SA9502的性能要好得多。

2.2 SA9500/SA9502的应用极电路

    SA9500/SA9502应用极电路如图1所示。图中，SA9500//SA9502具有两个输入口（蜂窝和PCS），两个差分IF输出口（CDMA和FM），以及LO输入与输出口。所有这些端口与应用板上的50Ω输入阻抗相匹配，不平衡变压回路的标准配置如图2所示。

    为简化与实际负载相匹配的问题，假设单端信号源阻抗为Rs，差分负载阻抗为Rdiff，C1=C2=C，L1=L2=L，那么：

    L=(RsRdiff)1/2/2πf

    C=1/2πf(RsRdiff)1/2

    在SA9500/SA9502应用板上，通过一个简单的转换即可得到从巴伦（balun）电路看进去时IC的阻抗。当应用板工作于0.9GHz时，有Rdiff=32Ω，Xdiff=4Ω。在实验中，这么小的电抗可以被吸纳进匹配网络，因此，对于真正的负载，根据上述计算公式可以得出：在1.9GHz时的L=3.3nH、C=2.2pF。这些结果都将被当作应用板启动时的初始值。考虑到附加的寄生影响和元件的偏差，进行调节后的实际值为：L7=L9=4.7nH，C17=C19=1.5pF，这样，返回损失将高于12dB。板上电容C16、C18用来隔直及RF耦合。为使这种优化处于控制之中，建议全部四个元件就根据上述L和C的计算公式同时变化。

    a.电流合并回路

    对于CDMA和FM混频器来说，SA9500/SA9502的IF输出为开路差分输出形式，因此可以在阻抗匹配的同时利用一个电流合并器或平衡转换器来将差分信号转换为单端形式。应用板上的电流合并器适用于蜂窝FM IF输出，而平衡转换器则适用于蜂窝CDMA和PCS IF的输出。图3所示的典型电流合并器包括两个部分：即电流合并回路和阻抗区配网络。包括C1、C2、L1的电流合并回路用于把从IFA、IFB来的两路差分电流转换为两路同相电流。包括R1、C4、L2的阻抗匹配网络可使输出阻抗与负载相匹配。调整电流合并器时应按以下两个步骤来进行：

    （1）断开匹配网络，调整合并电路直至其在指定的IF频率点处调谐。在该频率点处输出阻抗为纯阻抗，即电抗为零。该阻抗决定于L1和R1的寄生阻抗。

    （2）连接匹配网络，调整元件值以得到所需的输出阻抗（应用板为50Ω）。

    作为电流合并电路的开始点，C1与Cout的和必须与L1的半值在指定频率点处调谐，同样，C2与Cout的和必须与L1的半值在指定频率点处调谐。

    在CDMA的IF输出端口，阻抗比为1：8的平衡转换器用于完成不平衡变压功能。为与50Ω的负载相匹配，转换器初级端的每一侧的对地电阻都应是200Ω，这是通过A侧的匹配元件R3、C7、C20和B侧的R2、C8、C21、L5来实现。所有的匹配电路都是简单的L型和T型结构。

4 性能测试

    进行性能测试工作之间必须正确地设置工作状态，可分别参照表1(SA9500)和表2（SA9502）来设置两种方式的跳线。

表1 SA9500的方式选择

表1 SA9502的方式选择

5 结束语

    在本应用板的实际电路连接和性能测试中不难发现，SA9500/SA9502功能强大，支持三种工作模式：1900HzPCS CDMA、800Hz CDMA蜂窝移动通信和模拟的FM AMPS/TACS，能满足失真抑制要求且耗流小、线性度好，因此，SA9500/SA9502必将在未来的通信系统中得到广泛的应用。