确定总体半中频杂散指标和为LTE接收机选择RF混频器

510MHz = 350MHz

计算造成杂散响应的阻塞频率：

fHALF-IF= fRF+ fIF/2 = 2685MHz

检查算法以验证半中频阻塞或杂散频率：

2 × fLO - 2 × fHALF-IF = 2 × （fRF + fIF） - 2 × （fRF+ fIF/2） = 2fRF+ 2fIF- 2fRF- fIF= fIF

这造成半中频杂散频率产生不希望的IF杂散信号：

2 × 2860MHz - 2 × 2685MHz = 350MHz

接收器的IP2

如果器件数据手册没有直接给出2x2杂散响应的抑制度，则可从混频器的IP2指标推导。假设：只有RF和LO的基波分量施加在混频器端口，谐波失真仅由混频器自身产生。

RF通路的镜频抑制滤波器会在混频器前端抑制任何不希望出现的RF放大器谐波；LO通路的噪声滤波器对LO注入产生的谐波进行抑制。强输入信号无论是在器 件或系统的输入或输出端都会产生失真或交调产物，这些产物可通过计算交调（IP）进行量化。输入交调计算中假定有用信号的幅值与干扰信号分量的输入幅值相 同。如果混频器LO功率保持恒定，IP或失真产物的阶数仅由RF的倍乘（而非LO倍乘）决定，这是因为我们仅考虑RF信号的变化，阶数代表失真产物的幅值 随输入电平的上升而增加的快慢。例如，由于成平方关系，当输入信号增大1dB时，2阶交调（IM）产物的幅值增加2dB. 半中频杂散功率水平

以下讨论以MAX19997A下变频混频器为例，从数据手册的交流电气特性规格中可以查到以下指标：

●RF杂散功率为-5dBm （2685MHz）

●LO电平设置为+0dBm （2860MHz）

●典型2LO - 2RF杂散响应比RF载波电平低64dB,单位为dBc;64dBc指2阶交调抑制比（IMR2）。

●计算得到：PSPUR= -5dBm + （-64dBc） = -69dBm.

MAX19997A如此优异的2x2性能在其输入形成以下等效的IP2性能（IIP2）：

IIP2 = 2 × IMR2 + PSPUR= IMR2 + PRF

= 2 × 64dBc + （-69dBm） = 64dBc + （-5dBm）

= +59dBm

同样，MAX19985A 900MHz有源混频器提供典型的2RF - 2LO杂散响应，在类似条件下等于71dBc:

IIP2 = 2 × IMR2 + PSPUR = IMR2 + PRF

= 2 × 71dBc + （-76dBm） = 71dBc + （-5dBm）

= +66dBm

E-UTRA LTE示例

假设E-UTRA LTE蜂窝系统与同类BTS共存，从而产生高达+16dBm的OOB CW阻塞信号 （如3GPP TS 36.104 V10.2.0标准所述，图2所示）。对于LTE接收机，由于半中频杂散信号的原因，天线端口要求的等效IIP2为+131dBm.采用以下步骤进行计算：

●预期信号电平=灵敏度功率电平（PSENSITIVITY） + 6dB = -95.5dBm

●对于LTE 5MHz载波，采用SNR = -1.1dB,对应于合成噪声和杂散产物的最高电平-96.6dBm.

●通过减去相应带宽的热噪声和噪声系数（本例中，减去KTBF = -100.4dBm），确定最大允许杂散产物电平为-98.9dBm,

●计算2阶交调比，IMR2 = 115dB.

●最后，计算得到：IIP2 = +131dBm,如图2所示。

图2:对于LTE广域BTS接收器，OOB +16dBm CW阻塞信号要求最小IIP2指标为+131dBm;5MHz间距，采用QPSK、 R=1/3调制。

图3所示为接收器前端简化框图，标出了第一混频器中每一级的增益、2阶IP和半中频选频性。

图3:IIP2 LTE示例的简化方框图，标出了MAX19997A IIP2性能和相关的滤波器选频特性。

整体级联IIP2性能由各级的增益、滤波器在半中频位置的选择性，以及混频器IIP2（或2x2）性能决定。由于混频器主要影响通道的串联IIP2,所以，在以下计算中忽略其它级的IIP2.混频器之前的IIP2随着通道各级增益而降低（dB对dB）。实际应用中，在混频器前端增加半中频的RF滤波，以提供额外的杂散抑制。计算天线端口的等效IP提高幅度为半中频选择性的2倍，单位为dB.这是因为二次谐波失真分量幅度的增加速度是带内信号幅度增加的两倍。利用E-UTRA LTE 3GPP接收器设计示例中计算的MAX19997A的+59dBm IIP2,计算天线端口的串联IIP2:

IIP2Cascade= IIP2Mixer- Gain + 2 × Selectivity = +131dBm

IIP2Cascade= +59dBm - （-2 + 13 + 13 -2）dB + 2 × （30 +17）dB = +131dBm

MAX19997A如此优异的2LO - 2RF杂散指标对设计的影响举足轻重。为满足接收器的半中频杂散指标，器件可降低对滤波器选择性的要求（如本例所示），或采用额外的滤波器滤波时，可提供技术指标裕量。

结论

本文介绍了如何确定半中频杂 散性能，以及如何将混频器的2x2杂散响应（IMR2）转换为对应的IIP2,或相反的指标转换。对这种二阶关系的理解可以帮助射频工程师根据具体应用确 定合适的混频器性能。MAX19997A 2.5GH