AD608低功耗混频器/限幅器/RSSI 3V接收机IF子系统技术手册

概述
AD608提供一个低功耗、低失真、低噪声混频器和一个采用逐次检测技术的完整单芯片对数/限幅放大器。此外，AD608提供80 dB动态范围的高速接收信号强度指示(RSSI)输出以及硬限幅输出。RSSI输出来自一个二极点后解调低通滤波器，提供0.2 V至1.8 V的可加载输出电压。AD608采用2.7 V至5.5 V单电源供电，3 V工作电压下的典型功耗为21 mW。
数据表：*附件：AD608低功耗混频器 限幅器RSS I 3V接收机IF子系统技术手册.pdf

RF和本振(LO)带宽均超过500 MHz。在典型的IF应用中，AD608可以接受240 MHz表面声波(SAW)滤波器的输出，以24 dB的转换增益(ZIF = 165 Ω)将其下变频到标称10.7 MHz IF频率。AD608的对数/限幅放大器部分可以处理低频(LF)至30 MHz的任何IF信号。

混频器为双平衡吉尔伯特混频器，在−95 dBm至−15 dBm的RF输入范围内线性工作，三阶交调截点标称值为−5 dBm。片上LO前置放大器只需要−16 dBm的LO驱动。混频器的电流输出驱动一个反向端接的业界标准10.7 MHz、330 Ω混频器。

对数调整的标称动态范围为：当IF放大器的正弦输入为−75 dBm时，输出为+0.2 V；当输入为+5 dBm时，输出为+1.8 V。超出此范围时，对数一致性典型值为±1 dB。对数斜率与电源电压成比例。反馈环路自动将第一级的输入失调电压抵消至微伏以下水平。

AD608限幅器提供400 mV p-p下的硬限幅信号输出。限幅放大器相对于该输出的电压增益超过100 dB。转换时间为11 ns；对于−75 dBm至+5 dBm范围内的信号，10.7 MHz时相位稳定在±3°以内。

AD608由CMOS逻辑电平电压输入使能，响应时间为200 ns。禁用时，待机功耗在400 ns内降至300 μW。

采用2.7 V至5.5 V电源时，额定温度范围为−25°C至+85°C的工业温度范围；采用3.0 V至5.5 V电源时，额定温度范围为−40°C至+85°C该器件采用16引脚塑封SOIC封装。

特性

• 混频器
  1 dB压缩点：−15 dBm
  IP3：−5 dBm
  转换增益：24 dB
  输入带宽：>500 MHz
• 对数/限幅放大器
  RSSI范围：80 dB
  相位稳定度：±3°（80 dB范围内）
• 低功耗
  3 V电源时为21 mW
  CMOS兼容关断模式：300 μW（典型值）
  使能/禁用时间：200 ns

框图

引脚配置描述

典型性能特征

工作原理

AD608由一个混频器和后续的带有接收信号强度指示（RSSI）功能的对数中频通道以及限幅输出部分组成（见图22）。

混频器

混频器是一个双平衡、改良型吉尔伯特单元混频器。其线性工作的最大输入电平为±56.2 mV（无论混频器输入两端的阻抗如何），对于50 Ω输入终端，该电平相当于 - 15 dBm。混频器的输入阻抗可以用一个简单的并联RC网络来建模，其电阻和电容值随频率的变化关系见表5。从射频输入到MXOP引脚的中频输出之间的带宽，在30 MHz时为 - 1 dB，之后随着频率升高迅速下降（见图4）。

混频器增益

混频器的变频增益是其跨导与MXOP引脚处阻抗的乘积。对于在10.7 MHz处采用330 Ω并联端接的滤波器，负载阻抗为165 Ω，增益为24 dB，输出为15.85 × 56.2 mV（即±891 mV），以电源电压中点为中心。对于其他负载阻抗，增益（dB）的计算公式为：

其中：

• ( G_{dB} ) 为增益（dB）。
• ( R_{L} ) 为MXOP引脚处的负载阻抗。

混频器的增益可以通过改变 ( R_{L} ) 来增大。增益的限制因素是MXOP引脚处±6 mA的最大输出电流，以及对于3 V或5 V电源，MXOP引脚处允许的最大电压摆幅±1.0 V 。

中频滤波器终端

AD608设计用于驱动具有330 Ω阻抗的并联端接10.7 MHz带通滤波器（BPF）。采用330 Ω并联端接时，MXOP引脚呈现165 Ω的终端阻抗，最终增益为24 dB。其他滤波器阻抗和增益可通过按比例增减增益来适配，增减幅度与滤波器阻抗相对于165 Ω的变化成比例（可通过电阻分压器或匹配网络将MXOP引脚处的阻抗保持在标称165 Ω ）。图23展示了一个简单的电阻分压器，表6列出了一系列滤波器阻抗对应的元件值。

对数中频放大器

对数中频放大器由五级增益为16 dB的放大器（每级）以及最终的限幅器组成。中频带宽为30 MHz（ - 1 dB），总增益为110 dB。在 - 75 dBm至 + 5 dBm的范围内（对应约111 μV峰峰值至1.1 V峰峰值 ），相位偏移为±3° 。限幅器输出阻抗为200 Ω，限幅器输出驱动能力为±200 mV（在5 kΩ负载上为400 mV峰峰值 ）。在无输入信号时，限幅器输出可限制噪声波动，产生持续以400 mV峰峰值摆动且随机过零的输出。

失调自稳零回路

由于对数放大器是直流耦合的，且从输入到限幅器输出的增益超过110 dB，因此即使是微小的输入失调也会导致输出饱和。所以，AD608采用了一个低频率反馈回路来消除输入失调。参考图23，该回路由一个电流源驱动，电流由限幅器提供，通过限幅器向DBK引脚发送50 μA的脉冲。这些脉冲由C1、R4和C5组成的π型网络进行低通滤波。经平滑处理后的直流电压从输入中减去，在IFLO引脚产生输出。因为这是一个高增益放大器与反馈回路，所以在布局和元件值选择上需谨慎，以防止振荡。推荐的元件值为：在450 kHz、455 kHz、6.5 MHz和10.7 MHz这些常见中频频率下，C1为470 pF，R4为100 kΩ，C5为470 pF 。