半英寸UMTS基站接收器設(shè)計

　　圖 1：在 LTM 9004 微型模塊接收器中實現(xiàn)的直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)

　　OFFSET ADJUST：偏移調(diào)節(jié)

　　DC OFFSET CONTROL：DC 偏移控制

　　考慮到 RF 前端的有效噪聲貢獻(xiàn)，LTM9004 引起的最大可允許噪聲必須是 -142.2dBm/Hz。LTM9004 的典型輸入噪聲是 -148.3dBm/Hz，據(jù)此計算出的系統(tǒng)靈敏度為 -116.7dBm。

　　一般情況下，此類接收器可受益于 ADC 之后的數(shù)字化信號的某些 DSP 濾波。在該場合中，假設(shè) DSP 濾波器是一款具有 α = 0.22 的 64 抽頭 RRC 低通濾波器。為了在存在同通道干擾信號的情況下運作，接收器在最大靈敏度下必須擁有足夠的動態(tài)范圍。UMTS 規(guī)范所要求的最大同通道干擾源為 -73dBm。

　　請注意，就一個具 10dB 波峰因數(shù)的已調(diào)信號而言，在 LTM9004 IF 通帶內(nèi) -1dBFS 的輸入電平為 -15.1dBm。在 LTM9004 輸入端，這相當(dāng)于 -53dBm，或 -42.6dBFS 的數(shù)字化信號電平。

　　RF 自動增益控制 (AGC) 設(shè)定為最小增益時，接收器必須能從手機中解調(diào)出 預(yù)計所需的最大信號。這種要求最終設(shè)定了在或低于 -1dBFS 時，LTM9004必須提供的最大信號。規(guī)范中規(guī)定的最小通路損耗為 53dB，而且假定手機的平均功率為 +28dBm。那么在接收器輸入端，最大信號電平就是 -25dBm。這等效于 -14.6dBFS 的峰值。

　　UMTS 系統(tǒng)規(guī)范中詳細(xì)說明幾種阻斷信號。在存在此類信號的情況下只允許進(jìn)行規(guī)定大小的減敏;靈敏度指標(biāo)為 -115dBm。其中的第一種是一個相距 5MHz 的鄰近通道 (處于 -42dBm 的功率級)。數(shù)字化信號電平峰值是 -11.6dBFS。DSP 后處理增加 51dB 抑制，因此在接收器輸入端，這個信號相當(dāng)于一個 -93dBm 的干擾信號。結(jié)果靈敏度為 -112.8dBm。

　　接收器還必須與一個相隔 ≥ 10MHz 的 -35dBm 干擾通道相競爭。微型模塊接收器的 IF 抑制將使這個干擾通道衰減至相當(dāng)于峰值為 -6.6dBFS 的數(shù)字化信號電平。經(jīng)過 DSP 后處理，該干擾通道在接收器輸入相當(dāng)于 -89.5dBm，結(jié)果靈敏度為 -109.2dBm。

　　還必須考慮到帶外阻斷信號，但是這些帶外阻斷信號的電平與已經(jīng)討論過的帶內(nèi)阻斷信號相同。

　　在所有這些場合中，LTM9004 的 -1dBFS 典型輸入電平均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于最大預(yù)期信號電平。請注意，調(diào)制通道的波峰因數(shù)將大約在 10 至 12dB，因此在 LTM9004 的輸出端上，其中最大的一個將達(dá)到約 -6.5dBFS 的峰值功率。

　　最大的阻斷信號是 -15dBm CW 音調(diào) (超過接收頻段邊緣 ≥ 20MHz)。RF 前端將對這個音調(diào)提供 37dB 抑制，因此它出現(xiàn)在 LTM9004 的輸入端時將為 -32dBm。在這里，這種電平值的信號仍然不得降低基帶微型模塊接收器的靈敏度。等效的數(shù)字化電平峰值僅為 -41.6dBFS，因此對靈敏度沒有影響。

　　另一個不想要的信號功率源是來自發(fā)送器的泄漏。因為這是一個 FDD 應(yīng)用，所以這里描述的接收器將是與一個同時工作的發(fā)送器耦合的。該發(fā)送器的輸出電平假定為 ≤ +38dBm，同時發(fā)送至接收的隔離為 95dB。那么在 LTM9004 輸入端出現(xiàn)的泄漏為 -31.5dBm，相對于接收信號偏移至少 130MHz。等效的數(shù)字化電平峰值僅為 -76.6dBFS，因此沒有降低靈敏度。

　　直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)的一個挑戰(zhàn)是二階線性度。二階線性度不夠?qū)⒃试S想要或不想要的任何信號，以引起基帶的 DC 偏移或偽隨機噪聲。如果這種偽隨機噪聲接近接收器的噪聲電平，那么上面詳細(xì)討論過的那些阻斷信號將降低靈敏度。在這些阻斷信號存在的每種情況下，系統(tǒng)規(guī)范都允許靈敏度降低。按照系統(tǒng)規(guī)范的規(guī)定，-35dBm 阻斷通道可以使靈敏度降至 -105dBm。如我們在上面看到的那樣，這種阻斷信號在接收器輸入端構(gòu)成了一個 -15dBm 的干擾信號。LTM9004 輸入端產(chǎn)生的二階失真大約比熱噪聲低 16dB，結(jié)果預(yù)測靈敏度為 -116.6dBm。