ADRF6658集成IF放大器的宽带双通道RX混频器技术手册

概述

ADRF6658是一款高性能、低功耗、宽带、双通道无线电频率(RF)下变频器，集成中频(IF)数字控制放大器(DGA)，适用于宽带、低失真基站无线电接收机。

双通道Rx混频器为双平衡吉尔伯特单元混频器，具有高线性度和出色的图像抑制能力。 两款混频器均可将50 Ω RF输入转换为开集宽带IF输出。 在混频器输入前，RF输入端的内部可调谐巴伦可抑制RF信号谐波并衰减带外信号，从而减少输入反射和带外干扰信号。 灵活的本振(LO)架构允许使用差分或单端LO信号。

双通道IF DGA基于ADL5201和ADL5202，固定差分输出阻抗为100 Ω。通过片内SPI，或支持闩锁功能的独立6位并行端口，可在31.5 dB范围内调节增益，步进为0.5 dB。 从混频器输入至IF放大器输出的各通道以及LC级间带通滤波器，可实现26.5 dB的最大电压转换增益。

ADRF6658采用ADI公司的高速SiGe工艺制造，提供紧凑型7 mm × 7 mm、48引脚LFCSP封装，工作温度范围为−40°C至+105°C。
数据表：*附件：ADRF6658集成IF放大器的宽带双通道RX混频器技术手册.pdf

应用

• 蜂窝基站和无线基础设施接收机（W-CDMA、TD-SCDMA、WiMAX、GSM、LTE、PCS、DCS、DECT）
• 有源天线系统
• PTP无线电链路下变频器
• 无线局域网(LAN)和有线电视设备

特性

• 宽带、双通道、有源下变频混频器
• 低失真、快速建立、IF DGA
• RF输入频率范围：690 MHz至3.8 GHz
• RF输入端的可编程巴伦
• 差分和单端LO输入模式
• 差分IF输出阻抗：100 Ω
• 可通过三线式串行端口接口(SPI)进行编程
• 对于RF=1950 MHz、IF=281 MHz、高线性度模式：
  • 电压转换增益，包括IF滤波器损耗：−5至+26.5 dB
  • （更多详细信息，请参见数据手册）
• 灵活的省电模式，针对低功耗操作
• 通道使能后的上电时间：100 ns，典型值
• 3.3 V单电源
• 高线性度模式：440 mA
• 低功耗模式：260 mA

功能框图

引脚配置描述

工作原理
双混频器核心

ADRF6658提供两个基于吉尔伯特单元设计的双平衡有源混频器。射频（RF）输入、本振（LO）输入和中频（IF）输出相互独立，在1 dB压缩点（P1dB）下可提供最大30 dBm的射频输入功率。混频器的输入阻抗设计为50 Ω，外部射频扼流圈连接到电源。
射频端口

在ADRF6658的每个通道（MIX_RFEx和MIX2_RFEx）中，射频输入单端信号通过巴伦转换为差分信号，然后馈入混频器部分。混频器的调谐由两个寄存器控制：射频巴伦输出缓冲器（Cac0）在寄存器13中（Bits[DB12:DB10]），以及射频巴伦输出缓冲器（Cac1）在寄存器13中（Bits[DB19:DB17]）。
混频器偏置电路

带隙基准电路生成混频器使用的参考电流。混频器本振电路的偏置电流可通过寄存器13中的Bits[DB26:DB25]进行编程设置。
电压转换（V to I）电路

从巴伦来的差分射频单端信号，在内部生成的参考电流的作用下，输入到一个电压 - 电流转换器（MIX_RFEx或MIX2_RFEx引脚），该转换器将电压转换为输出电流。混频器的偏置电流和V to I电路的偏置电流可通过寄存器13中的Bits[DB24:DB22]进行调整。调整电流可改善I/Q3和P1dB性能，但会增加单边带噪声系数（SSB NF）。调整电流超过一定范围后，混频器转换增益在很宽的输入功率范围内会接近恒定。混频器V to I增益设置允许动态调整增益，设置为3或4时会影响转换增益，同时保持良好的I/Q3和SSB NF性能。
混频器断电

通过对寄存器13中的Mixer A使能位（Bit DB35）和Mixer B使能位（Bit DB34）进行编程，可以关闭混频器。对这些位进行编程设置为低电平，可关闭混频器。
混频器输出

混频器输出端使用一对150 Ω的电阻连接到正电源，这样可提供300 Ω的差分输出阻抗，与增益放大器（DGA）模块的输入阻抗匹配。可以通过使用输出缓冲器（将射频扼流圈连接到正电源），或使用中心抽头连接到正电源的输出变压器，来下拉混频器输出。混频器输出可进行交流耦合，并可在高达5.4 GHz的频率下工作。

数字增益放大器（DGA）基本结构

在每个通道中，ADRF6658内置了一个可变增益放大器（DGA）。每个放大器由一个300 Ω差分输入阻抗的数字控制无源衰减器、一个增益为10 dB的有源放大器以及每个输出端的100 Ω负载组成。DGA模块的输入阻抗与混频器的输出阻抗匹配。

每个放大器的增益可通过串行控制寄存器，或通过外部6位并行端口进行独立编程。DGA控制选择位由寄存器14中的Bit DB22决定。对该位进行编程设置为0时，通过寄存器14中的Bits[DB17:DB12]设置增益；设置为1时，增益由施加到6位外部并行控制接口（通道A为Pin A0至A5，通道B为Pin B0至B5）的二进制值设置。

输入系统

每个放大器输入端的直流电压设置为约1.1 V。这两个独立的内部电压参考电路无法访问，也不能进行调整。

通过设置寄存器14中的Bit DB5和Bit DB4，可以使放大器断电。当放大器断电时，每个放大器的静态电流降至约10 μA（典型值）。无论寄存器14中Bit DB5和Bit DB4的状态如何，输入端的直流电平仍保持在约1.1 V。