TD-SCDMA手机射频前端设计的关键技术
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即便频点f2处所要的信号不是点频信号,交叉调制产物依然存在,且电平大小同样由方程3给出,只是这时交叉调制产物的频谱形状不再是三角形,而是三角形与信号功率谱密度函数的卷积。上面得出的公式是基于正态噪声这一假设的,一般干扰信号与正态噪声相比更接近恒包络信号,交叉调制产物会小一些,当干扰信号为恒包络时,交叉调制产物为零。

图3:阻塞信号二次项成份对系统的影响模型
3GPP规定TD-SCDMA终端当存在一个调制类型的干扰信号在±4.8MHz处,电平为-49dBm,系统灵敏度可下降3dB。如果我们认为灵敏度下降是因为交叉调制产物所导致的,只要交叉调制产物功率不大于灵敏度电平时的带内总噪声功率,则该指标就没有问题。假定接收通道噪声系数为标准所要求的最低指标9dB,由此可以推出该指标所要求的等效三阶截止点,该三阶截止点与输入阻塞信号的频率偏移量有关,因为接收通道包括信道选择滤波器。
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阻塞信号二次项成份对系统的影响模型如图3。阻塞信号的二次失真产物由三部分构成,当阻塞信号为平稳正态过程时,这三部分产物功率相等,功率大小图3已标出。注意图3中的公式是基于正态噪声这一假设的,一般干扰信号与正态噪声相比更接近恒包络信号,低频交流产物会小一些,当干扰信号为恒包络时, 低频交流产物为零。该干扰模型仅是针对零中频接收机而言,零中频接收机可简单等效成一个混频器,混频器输出包含本振频率与输入信号频率的各种组合分量,而该干扰模型即是输入信号的二次与本振频率零次的组合分量,该组合分量中的低频交流成份与直流成份恰好落在我们要的频带内,会影响系统性能。直流成份的影响也就是通常所说的DC-offset,MAX2392有专门的DC-Offset去除电路,而低频交流成份则无法去除。
3GPP规定TD-SCDMA终端当存在一个调制类型的干扰信号在±4.8MHz处,电平为-49dBm,系统灵敏度可下降3dB。如果认为灵敏度下降是因为阻塞信号二次项成份中的低频交流产物所导致的,只要该产物不大于灵敏度电平时的带内总噪声功率,则该指标就没有问题。假定接收通道噪声系数为标准所要求的最低指标为9dB,由此可以推出该指标所要求的等效二阶截止点,该二阶截止点与输入阻塞信号的频率偏移量有关,因为接收通道包括信道选择滤波器。
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MAX2392有四种工作模式,在没有干扰而且信号较弱时,建议采用HGML模式;上面阻塞指标所讨论的情况应该是信号很弱,而且有较强干扰,这时建议将MAX2392置为HGHL模式。通过讨论我们得到两个射频通道指标:IP2和IP3,关于IP3,下面所要讨论的双音互调指标会有更高要求。方程5给出了阻塞指标所要求的IP2应大于3dBm,图1的参考设计在该指标上有很大余量。
c)双音互调指标。无论是零中频接收机还是超外差接收机都会面临双音互调干扰问题。影响该指标的主要是混频器及前面各级有源器件,混频器后面电路因有信道滤波器的缘故,对此指标影响不大。3GPP规定TD-SCDMA终端当存在两个干扰信号,一个为调制类型的干扰信号,在±6.4MHz处,电平为-46dBm,另一个为点频类型干扰信号,在±3.2MHz处,电平为-46dBm,系统灵敏度可下降3dB。如果认为灵敏度下降是因为互调产物所导致的,只要该产物功率不大于灵敏度电平时的带内总噪声功率,则该指标就没有问题。假定接收通道噪声系数为标准所要求的最低指标为9dB,由此可以推出该指标所要求的等效三阶截止点,该三阶截止点与输入干扰信号的频率偏移量有关,因为接收通道包括信道选择滤波器。
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针对互调抑制指标所讨论的情况,MAX2392应设置为HGHL模式,在该模式下,图1所示参考设计完全能够满足该指标要求,且有一定余量。
接收机信道选择性要求
TD-SCDMA标准规定的与接收机线性幅频特性有关的指标包括:ACS、阻塞、杂散响应、交调抑制。阻塞与杂散响应点远离TD-SCDMA频段时,可通过选择射频前端的频段滤波器加以解决,对于频段内的阻塞干扰和杂散响应点,及双音互调干扰,是要通过信道滤波器加以滤除。对于超外差结构的接收机来讲,信道滤波器就是混频器后通常采用的声表面波滤波器。MAX2392是零中频接收芯片,它的信道滤波器是I/Q支路上的有源低通滤波器,这已集成在芯片内部而且指标很高。ACS是3GPP对接收机所规定的唯一的一个纯射频技术指标,它直接规定了接收机信道滤波器对邻近信道(±1.6MHz)的抑制程度为33dB。带内阻塞指标规定当±3.2MHz处存在-61dBm的调制干扰时,或±4.8MHz处存在-49dBm的调制干扰时,系统灵敏度允许下降3dB。如果认为灵敏度下降是因为阻塞干扰直接透过滤波器加到基带单元输入端口所导致的,而不考虑非线性和倒易混频的影响,只要透过去的干扰功率不大于灵敏度电平时的带内总噪声功率,则该指标就没有问题。假定接收通道噪声系数为标准所要求的最低指标(9dB),可以推出该指标所要求的信道滤波器带外抑制特性:
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