由于新型組件的出現(xiàn),我們需要對(duì)接收器架構(gòu)進(jìn)行硬件比較

　　直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)舉例

　　就 4 個(gè)直接轉(zhuǎn)換通道而言，我們僅有的選擇是獨(dú)立 I/Q 解調(diào)器，因此需要 4 個(gè)這種采用 5mm x 5mm QFN 封裝的器件。有些器件 (例如 LT5575) 有集成的 RF 和 LO 平衡-不平衡變換器，以最大限度地減少外部組件數(shù)。有一點(diǎn)濾波是有益的，當(dāng)然還有一些小型旁路電容器。就低通濾波器而言，多節(jié) L-C 和 R-C 電路就可完成任務(wù)。就增益級(jí)而言，LTM9012-AB 也是適用的。作為 4 通道器件，它僅支持兩個(gè)直接轉(zhuǎn)換通道，因此還需要第二個(gè)這樣的器件。

　　在這個(gè)例子中，有源組件的數(shù)量是 6 個(gè)，還有 84 個(gè)小型無源組件，參見圖 4?？傮w面積大約為 27mm x 24mm = 648mm2。就功率計(jì)算而言，這個(gè)例子使用 LT5575 I/Q 解調(diào)器和兩個(gè) LTM9012-AB。4 個(gè)通道的總體功耗是 5.1W，其中不包括電阻性分壓器中可能消耗的功率。不過，ADC 以 125Msps 速率采樣，該采樣率是常見的，但是有可能超出了 10MHz 所需。在 65Msps 采樣率時(shí)，可以在 ADC 功耗低得多的情況下實(shí)現(xiàn)同樣的功能。重新計(jì)算功耗，得出新的總體功耗是 4.6W?！　?/p>

 

　　感覺與現(xiàn)實(shí)

　　并不算很多年以前，超外差式接收器每通道要運(yùn)用多個(gè)混頻器和多個(gè) SAW 濾波器。那時(shí) SAW 濾波器的尺寸可能是 25mm x 9mm。無源核心混頻器需要額外的增益級(jí)，以抵消插入損耗。這不算久遠(yuǎn)的歷史給人們留下的感覺是，超外差式接收器和直接轉(zhuǎn)換接收器硬件復(fù)雜性之間的差距很大。以百分?jǐn)?shù)計(jì)算，用于超外差式接收器的電路板面積比直接轉(zhuǎn)換接收器的大 39%，按照這個(gè)百分?jǐn)?shù)看，差別是很顯著的，但是考慮真實(shí)的 PCB 面積時(shí)，差別就沒有這么大了。903 mm2 的 39% 是 352 mm2，大約有拇指印那么大。基于百分?jǐn)?shù)看，功耗差別根本不明顯。

　　當(dāng)然，超外差式接收器的尺寸和功率有極大弊端這種感覺是相對(duì)于基站接收器本身的總體尺寸而言的。就一個(gè)傳統(tǒng)的機(jī)架式系統(tǒng)而言，拇指大小的 PCB 面積可能不算什么。而就一個(gè)纖巧和能放入手掌中的基站而言，拇指大小的 PCB 面積就非常大了。

　　現(xiàn)實(shí)情況是，集成在繼續(xù)，有時(shí)緩慢，有時(shí)是飛躍式的。電路板空間和功耗的減少也許在更大程度上適用于一種而不是另一種架構(gòu)。最近，適用于超外差式架構(gòu)的例子是 LTC5569 雙通道有源混頻器等產(chǎn)品。本文作者尚不知道，有任何雙通道 I/Q 解調(diào)器可用于蜂窩基站應(yīng)用，盡管適用于頻率范圍較低的其他應(yīng)用之這類解調(diào)器確實(shí)存在。最近適用于兩種架構(gòu)的集成例子是集成了放大器的 LTM9012 四通道 ADC。該器件的 LVDS 串行接口不僅允許 ADC 更小，而且可允許現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列 (FPGA) 或數(shù)字信號(hào)處理器 (DSP) 也比具并行接口的 4 通道 ADC 所用的小。不過，直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)仍然需要兩倍數(shù)量的 ADC。

　　以上探討的例子假設(shè)，蜂窩基站的性能要求是整個(gè)鏈路都需要高性能組件。例子中所用產(chǎn)品運(yùn)用了優(yōu)化的半導(dǎo)體工藝，例如硅鍺 (SiGe) 或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體 (CMOS) 工藝，如果不優(yōu)化，那么使用這些工藝不可能實(shí)現(xiàn)相互集成，或者至少不會(huì)沒有性能惡化。某些尺寸基站的性能要求也許是，允許使用高度集成的單芯片收發(fā)器，例如毫微微蜂窩。這類芯片中集成模塊的改進(jìn)將允許該類芯片應(yīng)用于較大型的基站。在這里，這兩種架構(gòu)遇到了一個(gè)障礙：信號(hào)濾波器。直接轉(zhuǎn)換接收器使用的低通濾波器能在芯片中實(shí)現(xiàn)。迄今為止，超外差式架構(gòu)中使用的帶通濾波器已經(jīng)證明極難在芯片中實(shí)現(xiàn)。這是當(dāng)下的現(xiàn)實(shí)情況，但未必是永久性的障礙。也許有一天，技術(shù)突破會(huì)發(fā)生，內(nèi)置的高度選擇性帶通濾波器變得可行了。直到這時(shí)，直接轉(zhuǎn)換接收器架構(gòu)有一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)，因?yàn)橛锌稍谛阅茉试S的情況下集成整個(gè)接收器鏈路。

　　結(jié)論

　　面向基站的直接轉(zhuǎn)換接收器架構(gòu)比超外差式接收器架構(gòu)簡(jiǎn)單，至少就硬件而言是這樣。最近出現(xiàn)的產(chǎn)品允許實(shí)現(xiàn)比以前小得多的多通道超外差式接收器。盡管基于百分比的比較來看尺寸仍然較大，但是差別也許并不顯著。因此，超外差式架構(gòu)有望繼續(xù)成為蜂窩基站首選接收器架構(gòu)。