直接调制器
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与基于双变频拓扑的发射机相比,直接调制法通过取消一级混频器及其相关的匹配、滤波、VCO/PLL与LO缓冲电路,简化了发射链路。当然,非单片直接调制器的实现也有它自身的问题。
射频集成电路(RFIC)技术的最新进展已促使人们重新开始对直接变频架构发生兴趣。在设计一种单片直接调制器时,有几种工艺可供选择,但只有硅锗(SiGe)HBT工艺能同时拥有高效率、高线性度、高Ft、小尺寸及低成本等多种优势。基于单片宽带直接调制器的上变频器,其寄生与端口匹配问题更少,因此可减少印制板(PCB)面积以及多频段应用中的器件数。直接调制的优势再结合RFIC技术,将导致从双变频架构向频率日益提高的直接调制架构的转换。
高动态宽带直接调制器
HMC497LP4是Hittite Microwave公司的高动态宽带直接调制器,采用SiGe工艺,具有200至4,000MHz的扩展RF/LO带宽。HMC497LP4采用一种多相网络,将LO分成两路相差为90(的等幅信号。包含多相网络的分支与限幅放大电路,可在各种LO输入功率电平上获得最佳性能。片上两路LO信号路径互成镜像,以不引入任何相移,而平衡信号路径则用来提供更高的抗噪性能。然后每路LO信号再驱动有源(吉尔伯特单元)混频器,其中一路上变频为BB_IP/BB_IN(带宽同相)数据,另一路则上变频为BB_QP/BB_QN(宽带正交)数据。最后,经过上变频的I/Q信号再被同相合并,并从平衡转换成单端射频输出。
直接正交调制器的动态范围对于保持高数据速率及数字调制信号的完整性非常关键。直接调制器的动态范围定义为1dB压缩点上的输出功率与输出噪声基底电平(用dBm/Hz表示)之比。HMC497LP4可提供+8 dBm(900MHz)及+6dBm(3,500MHz)的P1dB输出,而输出噪声基底则分别为-161dBm/Hz(900MHz)与-153dBm/Hz(3,500MHz)。这些值分别对应着169dB(900MHz)及159dB(3,500MHz)的动态范围。
其它直接调制器关键性能为边带抑制及载波馈通(feedthrough)电平。在中间频率上,HMC497LP4可提供-47dBc的边带抑制以及-32dBm的载波馈通电平(抑制与馈通电平是在LO输入=0dBm、Vcc=+5.0V、Vbbdc=+1.50V以及200kHz基带输入频率(800mV峰-峰差分输入)上测得)。
通过调整I、Q输入端之间的相移可提高直接调制器的边带抑制。I、Q信号间的理想相移最好在最终电路中凭经验确定,以对I、Q信号路径中的任何微小不对称进行校正。通过调整I、Q基带输入端之间的直流偏移可减少直接调制器的载波馈通。I、Q信号间的理想直流偏移最好在最终电路中凭经验确定,以消除由布局布线引起的寄生耦合效应。
