ADI实验室电路:如何在IQ调制器的输出端提供固定功率增益

图5还显示了I和Q输入端未通过100 Ω电阻端接时电路的传递函数。由于得到的DAC电压驱动电平增加一倍（最大2 Vp-p），因此得到的输出功率相对于同样的DAC驱动电平增加了6 dB。

虽然在没有I和Q端接电阻的情况下电路也可以运行，但这确实为通常放置在DAC和IQ调制器之间的滤波器带来了一些问题。由于该滤波器一般两端都会端接，因此最好在IQ 调制器的I和Q输入端之间放置一些电阻（这些输入端的未端接输入电阻值约为60 kΩ）。可利用100 Ω to 1000 Ω 范围内的电阻值来提高得到的DAC电压驱动电平和对应的输出功率。但是，设计DAC和IQ调制器之间的滤波器时要小心谨慎，确保其支持不同的源阻抗和负载阻抗。

如上所述，从图4和图5中可以看出，采用1 V p-p正弦波（0dBFS）信号时输出功率约为13 dBm（I和Q输入端通过100 Ω电阻端接）。实际上，DAC驱动电平必须略低于0 dBFS，以减少失真（通常为1 dB至2 dB）。除此之外，均方根驱动电平也应该降低一些，具体幅度等于载波调制的峰均比。峰值包络功率（PEP）与均方根功率之比通常在5 dB（对于类似于QPSK的调制方案，在调制为恒定包络的特殊情况下则为0 dB）至10 dB（对于更高阶的QAM调制方案）范围内。参见图6，这表明0 dBm至10 dBm范围内的输出功率水平是可行的。

单载波宽带码分多址（WCDMA）信号的邻道功率比（ACPR）已成为评估电路系统级失真（也就是相对于仅依靠IP3和IMD电平的评估）的主流指标。图6显示了测得的电路ACPR与输出功率水平之间的关系。在采用WCDMA信号的情况下，ACPR定义为载波（带宽3.84 MHz）中的功率与邻道（通道间隔为5 MHz）中的功率之比，同样也是在3.84 MHz带宽条件下测量。该曲线还显示了同类测量的相间通道功率比，但是载波偏移为10 MHz。

图6. OIP3和WDCMA ACPR与输出功率的曲线图

本例中，信号的PEP与均方根之比约为10 dB（WCDMA信号的峰均比视载波的配置及加载方式而定）。根据该曲线和所需的ACPR级别，在0 dBm至10 dBm范围内选择一个输出功率水平。功率水平低于0 dBm时，ACPR开始取决于电路逐渐降低的信噪比。

常见变化

ADL5320 驱动器放大器的额定工作范围是400 MHz至2.7 GHz。这样很方便地涵盖了 ADL5375 IQ调制器额定频率范围的较低部分。在2.3 GHz至4 GHz的频率范围内工作时，推荐使用 ADL5321驱动器放大器。 ADL5320 和 ADL5321 都必须调谐至各自的工作频率范围内。这两款器件的数据手册都包含一些表格，其中提供了针对常用工作频率进行元件调谐的推荐值。

也可以使用ADL5601或ADL5602，等内部匹配的宽带增益模块来在IQ调制器的输出端提供增益。然而，由于这类器件的OIP3较低（相对于ADL5320和ADL5321而言），因此它们往往决定电路的总体IP3并使其降低。

许多窄带IQ调制器都可在其工作频率范围内提供更高的性z能。例如， ADL5370/ ADL5371/ ADL5372/ ADL5373/ ADL5374。与ADL5375相比，这些窄带器件可提供更高的增益和OIP3。与ADL5320及ADL5321驱动器放大器搭配使用时，最终结果就是总输出功率更高，而复合OIP3相似。

ADRF6701/ADRF6702/ADRF6703/ADRF6704系列窄带IQ调制器集成锁相环（PLL）和压控振荡器（VCO）。这些器件的性能与 ADL5370/ ADL5371/ ADL5372/ ADL5373/ ADL5374系列相似，但集成度更高。

有许多选项可用于驱动IQ调制器的I和Q输入端。 AD9125 和 AD9122 均为16位双通道DAC，工作速率分别是1 GSPS和1.2 GSPS。这些器件可用于生成基带频谱（以0 Hz为中心）或复数中频频谱（通常在100 MHz至200 MHz范围内）。

电路评估与测试

该电路使用包含 ADL5320驱动器放大器的 ADL5375 评估板 （ ADL5375-05-EVALZ）来实现。此电路板可配置为提供IQ调制器输出信号，或者复合调制器和放大器信号。此电路板的默认配置是调制器和放大器复合输出，并且放大器调谐为在1800 MHz至2200 MHz范围内工作。如上所述， ADL5320 数据册提供了为支持其它频率进行电容调谐的值和布放位置。

设备要求

需要以下设备：

ADL5375 评估板 （ ADL5375-05-EVALZ）

两个RF信号发生器：Agilent 8648C或等效设备，工作频率为25 MHz和26 MHz

一个RF信号发生器：Agilent 8648C或等效设备，工作频率约为2 GHz

一个RF频谱分析仪：Rohde & Schwarz FSIQ、Rohde &Schwarz FSQ、Agilent PSA或等效设备

一个ZFSC-2-2-S+ 180°功率分路器/合成器，Mini-Circuits

一个ZMSCQ-2-50+ 90°功率分路器，Mini-Circuits

两个ADT2-1T 1:2巴