BOB博鱼·(Boyu)|宽带集成上下变频器提升微波无线电性能

ADI公司发售了一对低构建的微波上下变频器，ADMV1013和ADMV1014。这两颗器件的工作频率近于长，从24GHz到44GHz，并获取50给定，同时可以反对小于1GHz的瞬时比特率。ADMV1013和ADMV1014的性能特性修改了小型5G毫米波（mmW）平台的设计和构建，这些平台还包括传送和前传应用于中少见的28GHz和39GHz频段，以及许多其他的超强比特率发射器和接收器应用于。

每个上变频器和下变频器芯片都是低构建的（闻图1），由IQ混频器及片内向量移相器包含，可配备为基带IQ模式（零中频，IQ频率反对dc至6GHz），或者配备为中频模式（实中频，中频频率反对800MHz至6GHz）。上变频器的RF输入末端构建了一个含压触衰减器（VVA）的驱动放大器，下变频器的RF输出末端包括低噪声放大器（LNA）和带上VVA的增益放大器。

两个芯片的本振（LO）链路由一个集成式LO缓冲器放大器、一个四倍频器和一个可编程的带通滤波器构成。大部分可编程和校准功能都通过SPI模块展开掌控，这使得IC更容易通过软件配备至出众的性能水平。

图1．（a）ADMV1013上变频器芯片框图。（b）ADMV1014下变频器芯片框图。

ADMV1013上变频器内部视图ADMV1013获取两种频率切换模式。一种模式就是指基带I和Q必要上变频至RF频段。

在这种I／Q模式下，基带I和Q差分输出信号范围就是指dc到6GHz，例如，由一对高速数模转换器（DAC）产生的信号。IQ输出信号的共模电压范围为0V至2．6V；因此，它们可以符合大部分DAC的模块市场需求。当选取DAC的共模电压在这个范围内时，可以通过配备上变频器的寄存器，使其输出共模电压和DAC输入的共模电压构建最佳的给定，从而修改模块设计。

另一种模式是始IF输出（例如由向量数字上变频器器件分解的信号），单边带上上变频到RF频段。ADMV1013的独有之处在于，它需要在I／Q模式下对I和Q混频器的直流偏置误差展开数字校正，从而提高RF输入的LO外泄。校准之后，在仅次于增益下，RF输入端的LO外泄可以较低至－45dBm。对零中频无线电设计导致阻碍的一个更加艰难的挑战是I和Q的振幅不均衡，造成边带诱导能力差。

零中频面对的另一个挑战是边带一般来说过于相似微波载波，使滤波器难以实现。ADMV1013解决问题了这个问题，它容许用户通过寄存器回声对I和Q振幅不均衡展开数字校正。长时间操作者期间，上变频器展现予以校准的26dBc边带诱导。用于片内寄存器之后，其边带诱导经过校准可以提升到大约36dBc。

两种校准特性都是通过SPI构建，需要额外电路。在I／Q模式下，还可以通过调节基带I和QDAC的振幅均衡来进一步提高边带诱导。这些性能强化特性协助最小化外部滤波，同时提高微波频率下的无线电性能。

图2．使用6mm×6mm表贴PCB的ADMV1013在评估板上的图示。构建了LO缓冲器之后，该部件所需的驱动力仅有为0dBm。因此，可用于构建压控振荡器（VCO）的频综（例如ADF4372或ADF5610）必要地驱动该器件，更进一步增加外部组件数量。

片内四倍频器将LO频率倍升到所需的载波频率，然后通过可编程的带通滤波器杂讯不必须的倍频器谐波，该带上通滤波器摆放在混频器向量振幅分解模块之前。这种布局大大减少了转入混频器的杂散频率，同时容许该部件与外部低成本、较低频率的频率合成器／VCO协同工作。然后，经过调制的RF输入通过一对放大器级（两者中间不存在一个VVA）展开缩放。增益掌控模块为用户获取35dB调节范围，仅次于级联切换增益为23dB。

ADMV1013使用40插槽基板栅格阵列PCB（闻图2）。这些特性融合一起，可以获取卓越的性能、仅次于的灵活性和易用性，同时仅次于程度增加必须的外部组件的数量。

因此，可以构建小型蜂窝基站等小型微波平台。ADMV1014下变频器内部视图ADMV1014也有一些相近的元件，例如其LO路径中包括LO缓冲器、四倍频器、可编程的带通滤波器，以及向量移相器。

但是，建构作为下变频器件（闻图1b中的框图），ADMV1014的RF前端中加装有一个LNA，紧接着加装了一个VVA和一个放大器。倒数的19dB增益调整范围由产生给VCTRL插槽的dc电压展开掌控。用户可以自由选择在I／Q模式下用于ADMV1014作为从微波到基带dc的必要解调器。

在这种模式下，经过调制的I和Q信号在各自的I和Q差分输入处缩放。它们的增益和dc共模电压可以通过SPI由寄存器设置，使得差分信号可以dc耦合到（例如）一对基带模数转换器（ADC）。或者，ADMV1014可以用于单端始IF端口的镜像诱导下变频器。

在任何一种模式下，I和Q振幅、幅度的不均衡都可以通过SPI展开校正，在下变频器调制至基带或IF时，提升其镜像诱导性能。总的来说，下变频器在24GHz至42GHz频率范围内，可以获取5．5dB总级联噪声系数，以及17dB仅次于切换增益。当工作频率相似基带边缘（高达44GHz）时，级联式NF依然忠诚维持6dB。

图3．使用更加小型的5mm×5mmPCB的ADMV1014在评估板上的图示。大幅度提高5GmmW无线电性能图4右图为下变频器在28GHz频率时的测量性能，测量时，使用5GNR波形，包括4个独立国家的100MHz地下通道，每个地下通道都在－20dBm输出功率下调制至256QAM。测量得出结论的EVM结果为－40dB（1％rms），反对对mmW5G所需的高阶调制方案展开调制。凭借上下变频器＞1GHz的比特率容量，以及上变频器的23dBmOIP3和下变频器的0dBmIIP3，其人组可以反对高阶QAM调制，从而构建更高的数据吞吐量。

此外，该器件也反对其他应用于，如卫星和地面接收站宽带通信链路、安全性通信无线电、RF测试设备和雷达系统。其出众的线性度和镜像诱导性能令人瞩目，与灵活的解决方案尺寸、较小外形、高性能微波链路融合之后，可以构建宽带基站。

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