UMTS 基站接收器占板面积仅为半平方英寸

  作者:DouglasStuetzle ToddNelson 时间:2013-06-24来源:电子产品世界

  通常,此类接收器可受益于 ADC 之后的某些数字化信号之 DSP 滤波。在这种情况下,假设 DSP 滤波器是一个具有 α = 0.22 的 64 抽头 RRC 低通滤波器。为了在出现同信道干扰信号的情况下工作,接收器在最大灵敏度下必须拥有足够的动态范围。UMTS 规范要求最大同信道干扰为 -73dBm。请注意,对一个具有 10dB 峰值因数的已调制信号而言,在 LTM9004 的 IF 通带之内,-1dBFS 的输入电平为 -15.1dBm。在 LTM9004 输入端,这相当于 -53dBm,或者 -2.6dBFS的数字化信号电平。

  当 RF 自动增益控制 (AGC) 设定为最小增益时,接收器必须能从手机中解调出预计所需的最大信号。这种要求最终将 LTM9004 必须提供的最大信号之大小设定在 -1dBFS 或其以下。规范中所要求的最小路径损耗为 53dB,且假定手机的平均功率为 +28dBm。那么在接收器输入端,最大信号电平即为 -25dBm。这等效于 -14.6dBFS 的峰值。

  UMTS 系统规范中详细说明了几种阻断信号。在存在此类信号的情况下只允许进行规定了大小的减敏,灵敏度指标为 -115dBm。其中的第一种是一个相距 5MHz的相邻信道,其电平为 -42dBm。数字化信号电平的峰值为 -11.6dBFS。DSP 后处理将增加 51dB 抑制,因此,这个信号在接收器输入端相当于一个 -93dBm 的干扰信号。最终的灵敏度为 -112.8dBm。

  而且,接收器还必须与一个相隔 ≥10MHz 的 -35dBm 干扰信道竞争。μModule 接收器的 IF 抑制将使这个干扰信道衰减至相当于峰值为 -6.6dBFS 的数字化信号电平。经过 DSP 后处理,其在接收器输入端上相当于 -89.5dBm,最终的灵敏度为 -109.2dBm。

  另外,还必须考虑到带外阻断信号,但这些带外阻断信号的电平与已经讨论过的带内阻断信号相同。

  在所有这些场合中,LTM9004 的 -1dBFS 典型输入电平均远远高于最大预期信号电平。请注意,已调制信道的峰值因数将大约在 10dB ~ 12dB,因此,在LTM9004 的输出端上,其中最大的一个将达到约 6.5dBFS 的峰值功率。

  最大的阻断信号是 -15dBm 连续波 (CW) 音调 (超过接收频段边缘 ≥20MHz)。RF 前端将对这个音调提供 37dB 抑制,因此,它出现在 LTM9004 的输入端时将为 -32dBm。此时,这种电平值的信号仍然不允许降低基带 μModule 接收器的灵敏度。等效的数字化电平峰值仅为 -41.6dBFS,因此对灵敏度没有影响。

  另一个不想要的干扰信号功率源来自发送器的泄漏。因为这是一种 FDD 应用,所以此处描述的接收器将与一个同时工作的发送器相耦合。该发送器的输出电平假定为 ≤+38dBm,同时“发送至接收”的隔离为 95dB。那么,在 LTM9004 输入端上出现的泄漏为 -31.5dBm,相对于接收信号的偏移至少为 130MHz。等效的数字化电平峰值仅为 -76.6dBFS,因此不会降低灵敏度。

  直接转换架构的一个挑战是二阶线性度。二阶线性度不理想将允许任何期望的或不期望的信号进入,这将引发基带上的 DC 失调或伪随机噪声。如果这种伪随机噪声接近接收器的噪声电平,那么上面详细讨论过的那些阻断信号将降低灵敏度。在这些阻断信号存在的各种情况下,系统规范都允许灵敏度降低。按照系统规范的规定,-35dBm 阻断通道可以使灵敏度降至 -105dBm。如我们在上文中看到的那样,这种阻断信号在接收器输入端上构成了一个 -15dBm 的干扰信号。LTM9004 输入所产生的二阶失真大约比热噪声低 16dB,结果,预测的灵敏度为 -116.6dBm。

  -15dBm 的 CW 阻断信号还将导致二阶分量;在这种情况下该分量是一个 DC 失调。DC 失调是不希望有的,因为它减小了 A/D 转换器能够处理的最大信号。一种减轻 DC 失调影响的可靠方法是,确保基带 μModule 接收器的二阶线性度足够高。在 ADC 的输入端,由于这一信号所产生的预测 DC 失调 <1mV。

  请注意,系统规范中并不包括发送器泄漏。所以,因这一信号产生的灵敏度下降必须保持在最低限度。发送器的输出电平假定为 ≤ +38dBm,与此同时,“发送至接收”隔离为 95dB。LTM9004 中产生的二阶失真导致的灵敏度损失将 <0.1dB。

  在规范中对于三阶线性度仅有一个要求。这是在存在两个干扰信号的情况下,灵敏度不得降至低于 -115dBm。这两个干扰信号是一个 CW 音调和一个 WCDMA 信道,它们的大小均为 -48dBm。这些干扰信号均以 -28dBm 的大小出现在 LTM9004 的输入端。它们的频率与期望的信道相隔 10MHz 和 20MHz,因此,三阶互调分量将位于基带上。此时这个分量仍然以伪随机噪声的形式出现,因而致使信噪比降低。LTM9004 中产生的三阶失真比热噪声层大约低 20dB,预计的灵敏度下降值 <0.1dB。

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关键词: 凌力尔特 RF UMTS LTM9004

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