MAX2309/MAX2312，190MHz IF，用于WCDMA

本报告提供MAX2309在中频为190MHz的WCDMA系统中的应用数据。MAX2309提供110dB增益控制范围，工作在2.7V。MAX2312采用28 TSSOP封装，MAX2309采用28引脚QFN封装。给出了增益控制数据、IIP3数据和相位噪声数据。解调器缺相和幅度数据如图所示。给出了IF VGA输入阻抗，以及显示测试设置的图表。

MAX2309的一般说明

MAX2309为中频正交解调器，设计用于CDMA和WCDMA蜂窝电话。信号路径由一个可变增益放大器（VGA）和一个I/Q解调器组成。这些器件具有保证+2.7V工作电压、内置VCO和PLL频率合成器、超过110dB的可变增益范围以及高IF输入动态范围（-33dBm IIP3，增益为-35dB，+1.7dBm IIP3）。

MAX2309是MAX2310系列单中频和双中频解调器的成员。该器件采用28 QFN （5x5mm）封装，采用与其前代产品MAX2312相同的芯片，后者采用28 TSSOP封装。已确定两个封装之间的基带、RF和IF性能相同。

MAX2309/2312 IF LO频率合成器的基准和RF分频器可通过3线串行总线完全编程，支持使用任何公共基准和IF频率的系统架构。差分基带I-&Q输出具有足够的带宽，适合窄带和宽带CDMA系统，并在2.5V电源电压下提供高达2.75Vp-p的输出电平。

MAX2309与MAX2312的比较

MAX2309和MAX2312共用同一芯片，因此它们的工作功能和特性相同。仔细检查了28引脚QFN中从原始TSSOP-2309到MAX28的寄生封装变化，但没有发现VCO调谐池、IF输入阻抗或共模隔离的净差异。这主要是因为VCO谐振电路元件和IF输入匹配元件的实用价值远大于引线框架和键合线寄生效应。两个封装之间的相关寄生电抗几乎没有变化（每引线约1nH/0.5pF），对电路的影响最小。更小的封装可节省多达 50% 的电路板空间。

MAX2309引脚排列

图1.28 针 QFN，5 毫米 x 5 毫米。

测得的MAX2309性能

大多数测量都是用MAX2312完成的。在撰写本文时，MAX2309没有自己的评估板，因此关键的电气工作特性已在Maxim的CDMA参考设计V2.0中得到确认，该参考设计采用183.6MHz IF。测量是由系统问题和某些特定应用参数共同驱动的。

表 1.增益测量
 

 

引脚（分贝）	Vin_RMS （毫伏）	瓦格克 （V）	差分 Vop-p （Q） （mV）	增益（分贝）
-5	397.63536	1.21400	50	-27.04
-10	223.60680	1.24900	50	-22.04
-15	125.74334	1.28800	50	-17.04
-20	70.71068	1.32800	50	-12.04
-25	39.76354	1.36800	50	-7.04
-30	22.36068	1.40000	50	-2.04
-35	12.57433	1.43600	50	2.96
-40	7.07107	1.47400	50	7.96
-45	3.97635	1.51200	50	12.96
-50	2.23607	1.55000	50	17.96
-55	1.25743	1.59100	50	22.96
-60	0.70711	1.64100	50	27.96
-70	0.22361	1.75200	50	37.96
-80	0.07071	1.86400	50	47.96
-90	0.02236	1.98300	50	57.96
-100	0.00707	2.10000	50	67.96

 

表 2.IIP3 测量

 

引脚/音调 （dBm）	引脚总数（分贝）	Vin_RMS （毫伏）	瓦格克 （V）	差分 Vop-p （Q） （mV）	增益（分贝）	IIP3 （分贝）
-15	-12.0	177.6172	1.246	50	-20.04	1.45
-30	-27.0	31.5853	1.355	50	-5.04	-2.6
-15	-12.0	177.6172	1.327	150	-10.50	-4.67
-30	-27.0	31.5853	1.43	150	4.50	-6.4
-60	-57	0.9988	1.684	150	34.5	-29.73
-15	-12	177.6172	1.348	200	-8	-5.75
-30	-27	31.5853	1.444	200	7	-7.08
-60	-57	0.9988	1.713	200	37	-32.08

 

图2.MAX2312电压增益与VGC的关系，恒定Vo = 50mVP-P.

图3.MAX2309/MAX2312 IIP3与电压增益的关系

图4.相位噪声与频率偏移的关系

图5.MAX2309/MAX2312VCO谐振电路和环路滤波器

基带I和Q输出电路

MAX2309/MAX2312采用传统的吉尔伯特单元，带有发射极跟随器输出缓冲器，用于差分基带I和Q输出。图6显示了由Q8和Q7驱动的差分输出引脚的OUTN和OUTP。另外，请注意，INN和INP是可变增益IF放大器的内部差分输入，LON和LOP是来自片内IF VCO的内部差分本振输入。

当VCC处于约3.0VDC时，Q7和Q8的静态输出电压由通过3.1kΩ集电极负载的250μA偏置电流（约0.75伏压降）与Vbe压降（约0.7伏）相加。

输出直流电源能力应约为 7mA 至 10mA 短路至地，灌电流约为 250μA 拉至VCC。每个引脚输出电阻应在120Ωs左右，从而产生约240Ω的差分驱动阻抗。

使用图 6，请注意以下公差数据：

VOUT的一般价值：
在任何 I 或 Q 输出端，VCC = 2.85，空载时，您应该测量大约 1.35VOUT DC，这是由于 3.1k 集电极负载上的 VCC 下降 0.77 伏，加上 Q7/8Vbe 的压降约为 0.73 伏直流电。

空载的 VOUT 因以下因素而异：
±60mV，工艺变化，恒定温度为25°C
在整个温度范围内±90mV（给定标称工艺）
±在所有温度加上工艺变化（即最坏情况下边界“拐角”）下均为150mV

输出250μA电流源的变化（更恰当地称为 “下沉”）：

204μA 至 317μA 工艺变化，恒定温度为 25°C

在整个温度范围内为 168μA 至 350μA（给定标称工艺）

138μA 至 459μA 在所有温度加上工艺变化（即最坏情况下的边界“拐角”）

图6.MAX2309/2312基带I和Q输出电路

表 3.使用 flo = 190MHz 的 I-&Q 幅度和相位不平衡
 

 

频率（兆赫）	I-&Q 相位偏移相位（度）	I-&-Q 相位 |？|从 90 度（度）	I-&Q 幅度不平衡 （dB）
185.0	89.93	0.07	0.12
186.0	90.20	0.20	0.08
187.0	90.45	0.45	0.09
188.0	90.24	0.24	0.09
189.0	90.14	0.14	0.09
189.9	90.26	0.26	0.13
190.1	89.80	0.20	0.20
191.0	90.20	0.20	0.04
192.0	90.40	0.40	0.09
193.0	90.40	0.40	0.10
194.0	90.46	0.46	0.09
195.0	90.72	0.72	0.13

 

输入阻抗Zin的近似模型

IF VGA的输入阻抗很难使用50Ω S参数测试仪进行测量，因为它具有高阻抗。预期操作在差分输入端使用一个外部并联电阻，形成宽带IF匹配。对于SAW滤波器，这通常为300Ω至600Ω。通过实验确定等效 [Rpar ||Cpar]输入网络用于低中频，具有以下近似值：

表 4.近似值
 

 

中频频率（兆赫）	镛并行 （kΩ）	平行管 （pF）
85	2.02	0.45
90	2.09	0.42
95	2.08	0.44
100	2.00	0.42
105	2.10	0.42
110	1.98	0.42
115	2.10	0.39
120	2.01	0.42
125	1.98	0.39
130	1.95	0.40
135	1.91	0.39
140	2.00	0.41
145	1.95	0.38
150	2.02	0.40
155	2.01	0.38
160	2.03	0.38
165	1.97	0.39
170	1.85	0.39
175	2.06	0.39
180	2.02	0.41
185	1.93	0.40
190	1.95	0.38
195	1.93	0.42
200	1.95	0.40
205	1.88	0.41
210	1.99	0.39
215	1.92	0.41
220	1.98	0.42
225	1.93	0.41
230	1.82	0.40
235	1.95	0.40
240	1.79	0.42
245	1.83	0.42
250	1.81	0.42
255	1.78	0.42
260	1.85	0.41
265	1.89	0.43
270	1.84	0.42
275	1.78	0.42
280	1.84	0.44
285	1.84	0.43
290	1.76	0.42
295	1.72	0.44
300	1.89	0.43

 

测量设置

图7.MAX2309/MAX2312增益测量设置，用于WCDMA应用

图8.MAX2309/2312 IIP测量设置，用于WCDMA应用

图9.MAX2309/2312 用于WCDMA应用的I-&Q幅度和相位不平衡测量设置。

审核编辑：郭婷