半英寸UMTS基站接收器設(shè)計(jì)

在滿足宏蜂窩基站性能要求的前提下，能達(dá)到多高的集成度? 工藝技術(shù)仍然限定某些重要的功能部件必需運(yùn)用特殊的工藝來(lái)制造：在射頻 (RF) 領(lǐng)域采用 GaAs 和 SiGe、高速 ADC 采用細(xì)線 CMOS，而高品質(zhì)因數(shù)濾波器則無(wú)法使用半導(dǎo)體材料得以很好地實(shí)現(xiàn)。此外，市場(chǎng)還需要更高的密度。

　　考慮到上述問(wèn)題，我們決定用系統(tǒng)級(jí)封裝 (SiP) 技術(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)占用約 1/2 平方英寸 (剛剛大于 3cm2) 面積的接收器。接收器的邊界是 50Ω RF 輸入、50Ω LO 輸入、ADC 時(shí)鐘輸入及數(shù)字 ADC 輸出。這留待增加 LNA 與 RF 濾波以用于輸入、LO 和時(shí)鐘發(fā)生、和數(shù)字輸出的數(shù)字處理。在 15mm x 22mm 封裝內(nèi)，是采用 SiGe 高頻組件的信號(hào)鏈路、分立式無(wú)源濾波和細(xì)線 CMOS ADC。

　　以下是對(duì)兩個(gè)微型模塊 (μModule) 產(chǎn)品進(jìn)行的設(shè)計(jì)分析：一個(gè)是實(shí)現(xiàn)直接轉(zhuǎn)換接收器的 LTM9004;另一個(gè)是實(shí)現(xiàn) IF 采樣接收器的 LTM9005。

　　設(shè)計(jì)目標(biāo)

　　設(shè)計(jì)目標(biāo)是 UMTS 上行鏈路 FDD 系統(tǒng)，特別是處于工作頻段 I 的中等覆蓋區(qū)域基站 (詳見(jiàn) 3GPP TS25.104 V7.4.0 規(guī)范)。就接收器而言，靈敏度是一個(gè)主要的考慮因素，在輸入信噪比 (SNR) 為 -19.8dB/5MHz 時(shí)，要求為 ≤ -111dBm。這意味著，接收器輸入端的有效噪聲層必須 ≤ -158.2dBm/Hz。

　　設(shè)計(jì)分析 ─ 零 IF 或直接轉(zhuǎn)換接收器

　　LTM9004 是一款直接轉(zhuǎn)換接收器，采用了 I/Q 解調(diào)器和基帶放大器以及雙 14 位、125Msps ADC，如圖 1 所示。LTM9004-AC 低通濾波器在 9.42MHz 處有一個(gè) 0.2dB 的轉(zhuǎn)角，從而允許 4 個(gè) WCDMA 載波。LTM9004 可與一個(gè) RF 前端一起使用，以構(gòu)成一個(gè)完整的 UMTS 頻帶上行鏈路接收器。RF 前端由一個(gè)雙工器以及一個(gè)或多個(gè)低噪聲放大器 (LNA) 及陶瓷帶通濾波器組成。為了最大限度地降低增益和相位失衡，基帶鏈路采用了固定增益拓?fù)洌虼嗽?LTM9004 之前需要一個(gè) RF 可變?cè)鲆娣糯笃?(VGA)。以下是此類前端的典型性能例子：

　　接收器頻率范圍： 1920 至 1980MHz

　　RF 增益： 最大值為 15dB

　　自動(dòng)增益控制 (AGC) 范圍： 20dB

　　噪聲指數(shù)： 1.6dB

　　IIP2： +50dBm

　　IIP3： 0dBm

　　P1dB： -9.5dBm

　　20MHz 時(shí)的抑制： 2dB

　　發(fā)送器頻帶上的抑制： 96dB