带有集成电压调节器的CDMA接收机中频子系统芯片AD6121

1、带有集成电压调节器的CDMA接收机中频子系统芯片AD6121        摘要：AD6121为3V接收机中频子系统，带有集成电压调节器，片内I/O解调器可提供差分正交基带输出，并可与CDMA基带转换器接口，AD6121可用于CDMA、W-CDMA、AMPS和TACS应用系统中的接收机和QPSK接收机。文中介绍了AD6121的原理和特点，并给出了典型的应用电路。    关键词：接收机;中频子系统;CDMA;I/Q解调器;AD6121 1 AD6121的特点及引脚功能 

2、0;  AD6121是一种低功耗的接收机中频子系统芯片，可用于CDMA系统，它由高动态范围的中频放大器、正交产生器、I和Q路解调器、低功耗控制输入等部分组成。其中，高动态范围中频放大器的增益可由电压控制。芯片内部还带有低压降电压调节器，因而可使用电压为2.94.2V的电池供电。    增益控制输入端能接收来自DAC输出的增益控制电压输入。使用内部的电压参考时，它中提供94.5dB的增益控制。增益控制接口的参考输入可连接到内部参考或者外部参考上。    I/Q解调器提供的差分正交基带输出可与CD-MA基带转换器接口，在使用除2

3、的正交产生器时应在其后接一个多相位滤波器，以保证正交准确度处在±2.5度之内。    AD6121中频子系统芯片使用25GHz的BiCMOS半导体工艺制造，采用28脚SSOP封装。图1所示为其引脚排列。1.1 主要特性    AD6121的主要特点如下：    可与IS98A和PCS标准兼容，适用于CD-MA，W-CDMA，AMPS和TACS应用系统；    片内线性中频放大器的噪声系数为5.9dB，具有-47.5dB到+47dB的分贝线性增益控制能力； 

4、   正交解调器可解调50MHz350MHz的中频信号；    内含集成低压降调节器，具有200mV的调节器压降，可使用来自电池的2.94.2V的输入；    功耗低，中等增益时电流消耗为10mA，睡眠模式时电流消耗小于1A；    有配套的发送中频芯片AD6122可供使用。1.2 引脚功能    AD6121中频子系统接收芯片的引脚功能说明如表1所列。它共有28个引脚。表1 AD6121的管脚描述管脚号管脚号名称描述功能1CDMA/FMCDMA或FM输入

5、选择模式选择：为1时为CDMA模式，为0时为FM模式2CDMAIPPCDMA正输入来自CDMA SAW滤波器的中频输入，交流耦合3CDMAIPNCDMA负输入来自CDMA SAW滤波器的中频输入，交流耦合4IFGND中频地地5FMIPP中频正输入来自FM SAW滤波器的中频输入，交流耦合6FMIPN中频负输入来自FM SAW滤波器的中频输入，交流耦合7IFVCC中频电源VCC中频AGC的电源VCC8DGND数字地地9LOIPP本振正输入端本振差分输入端，交流耦合10LOIPN本振负输入端本振差分输入端，交流耦合11DVCC数字电源DVCC控制逻辑的电源VCC12LDOC低压降调节器晶体管集电极

6、连接连接到外部晶体管的集电极13LDOB低压降调节器晶体管基极连接连接到外部晶体管的基极14LODE低压降调节器晶体管射极连接连接到外部PNP晶体管的发射极15PD2解调器低功耗控制端解调器低功耗控制输入，CMOS逻辑兼容16VGAIN增益控制电压输入接收来自外部DAC的增益控制电压17REFIN增益控制参考输入18REFOUT参考输出向REFIN脚和CDMA基带电路参考输入端提供1.23V电压参考，这样增益控制DAC和AD6121使用相同参考19PD1中频放大器低功耗控制输入中频放大器低功耗控制输入，CMOS逻辑电平兼容20QOPNQ路负输出到基带电路Q路负输入端的连接21QOPPQ路正输出

7、到基带电路Q路正输入端的连接22IOPNI路负输出到基带电路I路负输入端的连接23IOPPI路正输出到基带电路I路正输入端的连接24LODGND地地端25DEMIPP解调器中频输入正端到保护滤波器的解调器输出26DEMIPN解调器中频输入负端到保护滤波器的解调器输出27IFOPN中频放大器中频输出负端到保护滤波器的中频输出28IFOPP中频放大器中频输出正端到保护滤波器的中频输出2 工作原理    AD6121的原理功能框图如图2所示。它由大动态范围的中频放大器、正交产生器、IQ解调器、低压调节器和低功耗控制器等组成。    AD61

8、21用于CDMA系统时，接收所需要的CDMA信号大约为6mV（峰峰值），干扰信号比需要的信号高42dB，大约为700mV（峰峰值）。因此，能满足CDMA系统的指标要求。2.1 中频放大器和增益控制    AD6121的中频增益由CDMA和FM输入级两个单元提供，并在其后连接三级级联的中频放大器，其增益和输入带宽对于FM和CDMA两种模式是完全相同的。当CDMA/FM脚为高电平时，CDMA模式被使能；为低时，使能FM模式。    中频放大器可工作于两种配置中：一种配置是IQ解调器工作于正常功耗模式，另一种工作于低功耗模式。IQ解调器的功

9、耗设定由PD2脚完成。    AD6121的总增益分贝数与自动增益控制电压VGAIN成线性关系。使用18脚或外部电压参考可设定VGAIN的范围。当内部电压参考REFOUT连接到REFIN脚时，VGAIN会控制AGC的范围，通常该值设定在0.52.5V之间。最小的增益产生在VGAIN最小时，最大的增益产生在VGAIN最大时。最大和最小的增益不会随REFIN脚电压的变化而改变。但是，增益的斜率会随VGAIN范围的变化而变化。2.2 I和Q解调器    I和Q解调器将其提供的差分正交基带输出送到CDMA基带转换器。除敢中频放大级提供的5.6

10、dB的增益外，解调顺还提供5.6dB的电压增益。I和Q解调器的输出应进行低通滤波，滤波器通常应具有16MHz的带宽。    正交产生器后接多相位滤波器，以保证正交性位于±1度之内。2.3 低功耗控制    AD6121具有三种工作模式：中频放大器和IQ路解调器均被激活、只有中频放大器激活、或者中频放大器和解调都处于低功耗状态。这些不同模式的实现由PD1脚和PD2脚控制，具体设置见表2。表2 AD6121的低功耗控制PD1PD2中频放大器解调器00开开01开并10无效状态无效状态11关关2.4 低压降调节器 

11、0;  AD6121内部集成了一个低压降调节器。该调节器可使用2.9V到4.2V的输入，能提供2.7V的输出（12脚，LDOC）。该2.7V的信号可为DVCC（11脚）和IFVCC（7脚）提供所需的直流电压。为了配置该低压降调节器，应使用外部晶体管。其晶体管的hFE最小应为100，最大为300，且其饱和电压应为-0.4V。    如果不使用低压降调节器而使用外部调节器，可将LDOE、LDOC和LDOB三端连在一起接到外部调压器上。2.5 保护滤波器    当AD6121的中频放大器和解调器都被激活时，从中频放大器的输出端和I

12、Q解调器的输入端看去的寄生阻抗将很高，这相当于一个低通滤波器，可用于衰减中频信号。因此，应使用外部电感与之形成并联谐振电路，以消除寄生电容的影响。这样外部电感和内部寄生电容就构成了所谓的保护滤波器。    保护滤波器可由中频放大器差分输出端之间的电感组成，由于中频放大器的输出馈送到IQ解调器时解调器是激活的，且中频放大器的输出不是集电极开路。因此，不需要上拉电阻，仅用10nF的电容进行交流解耦即可。    选择上拉电感时，可让中频扫描，并在频谱分析仪上观察中频放大器的输出。因为I和Q输出信号在直流到16MHz范围内应当是平坦的，而IQ输出端的低通滤波器会衰减此信号。如使用的保护滤波器电感适宜，则IQ的输出信号幅度将高于其它保护滤