WCDMA发射机设计原理及Maxim WCDMA设计参考

性能也是十分重要的，因为它表示了发射信号的调制质量。大EVM值将导致糟糕的检测精度，从而降低收发机的性能。

　　频率误差：规定的载波频率和实际载波频率之差。由于引起邻信道干扰和低质量检测精度，大的频率误差降低了收发机的性能。

　　杂散和谐波：杂散是发射机中不同的信号组合产生的信号，谐波是发射机的非线性特性产生的失真产物。谐波产生在发射信号频率的整数倍频率上。

　　定义了一些关键的发射机参数以后，我们现在列出了规范和设计3G WCDMA发射机终端的一些重要的要求。（表1）

　　表1. 3GPP发射机规范要求

　　Parameter 3GPP Specification Reference

　　RF frequency range 1920 - 1980MHz 25.101 [5.2]

　　Channel spacing Nominally 5MHz

　　Chip rate 3.84Mcps

　　Maximum output power 24dBm +1/- 3dB [power class 3] 25.101 [6.2]

　　Minimum output power -50dBm 25.101 [6.4.3.1]

　　Transmit off power ＜-56dBm 25.101 [6.5.1.1]

　　Adjacent channel leakage power ＞-33dBc [if adjacent channel power is ＞-50dBm] 25.101 [6.6.2.2.1]

　　Alternate channel leakage power ＞-43dBc 25.101 [6.6.2.2.1]

　　Frequency error Within +/- 0.1ppm 25.101 [6.3]

　　Transmit intermodulation ＞-31dBc [@5MHz offset]

　　＞-41dBc [@10MHz offset]

　　25.101 [6.7.1]

　　Error Vector magnitude ＜17.5% 25.101 [6.8.2.1]

　　Spurious emissions 100kHz RBW -67dBm ;925 ＜f＜935MHz 25.101 [6.6.3.1]

　　-79dBm ;935 ＜f＜960MHz

　　-71dBm;1805 ＜f＜1880MHz

　　-36dBm ;30 ＜f＜1000MHz

　　300 KHz RBW -41dBm ;1893.5 =f=1919.6MHz

　　1MHz RBW -30dBm ;1GHz =f=12.75GHz

　　10KHz RBW -36dBm ;150KHz =f=30MHz

　　1KHz RBW -36dBm ;9KHz =f=150KHz

　　WCDMA发射机

　　Maxim提供多种WCDMA发射机IC，覆盖了大部分通用频率范围。例如，超外差系统器件具有业内最高集成度的发射机芯片（MAX236X），提供典型的380MHz Tx 中频（IF）。另一个超外差系统芯片的例子是MAX2383上变频器驱动器，采用的高Tx IF频率达570MHz。为了展示硬件符合3GPP规范（带有余量），本部分提供了一些基于第一代Maxim WCDMA发射机IC的系统电平和分立元件测试结果，这些硬件是v1.0 WCDMA参考设计的一部分。关于更新的零中频WCDMA参考设计的信息请与厂商联系。

图1.WCDMA收发机框图

　　WCDMA 超外差发射机

　　本发射机是完整WCDMA收发机参考设计的一部分，包含4个主要的IC：

　　MAX2388 接收前端

　　MAX2309 IF 正交解调器

　　The MAX2363 正交调制器/上变频器发射IC

　　The MAX2291 RF 功率放大器

　　发射机硬件采用380MHz的IF和1920MHz到1980MHz的Tx频率。双工器通过将Tx通道（与Rx通道）连接到天线实现全双工工作。

　　在Tx电路后端，MAX2363接收基带传送的I、Q差分信号作为输入、进行正交调制、IF和RF LO频率合成以及RF上变频。IF LO由内部VCO和PLL合成，频率为760MHz。外部RF VCO模块提供的-7dBm信号以高端注入方式输入MAX2363上变频器。片上RF驱动器使芯片能够直接驱动外部PA。

　　在Tx电路前端，芯片级封装的线性PA（MAX2291）在本应用中提供28dB的增益，输出功率达+28dBm。由于PA之后的插入损耗大约为4dB，系统实现的最大天线输出为24dBm。

　　完全进入工作状态以后，WCDMA系统大多数时间都工作在中等功率下而不是全功率。MAX2291提供了两种输出功率的优化模式用于满足这个需求，延长了通话时间同时具有下列预期的性能：

　　Vcc为3.5V DC，高功率模式下测得：

　　Pout = 28dBm

　　频率 = 1.95GHz

　　ACP1 = -39dBc (在5MHz 偏移测得，3.84MHz 带宽)

　　功率附加效率 = 37%

　　待机电流 Icc = 97mA

　　Vcc为3.5V DC，低功率模式下测得：

　　Pout = 16dBm

　　频率 = 1.95GHz

　　ACP1 = -38dBc (在5MHz 偏移测得，3.84MHz 带宽)

　　功率附加效率 = 14%

　　待机电流Icc = 30mA

　　前边给出的3GPP规范规定WCDMA发射机输出的功率必须在+24dm到-50dBm之间以满足要求的74dB动态范围。v1.0参考设计板设计为80dB的动态范围，留出了一些余量。

　　发射机芯片的动态范围是有限的DD通常在高功率时受到ACPR的限制，低功率时受到噪声基底的限制。为了在低功率时获得超过15dB的载波噪声比（C/N），为v1.0参考设计板设计了额外的20dB可变衰减（由PA的增益控制衰减器引入）。从全面的测试结果中提取出来的主要性能参数（表2）证明了Maxim v1.0 WCDMA发射机符合规范要求。

　　表2. Tx在全功率下的输出特性

　　Parameter Specification Data @1980MHz Data @ 1920MHz

　　O/p power @ antenna port 24dBm 24.8dBm 25.5dBm

　　+/- 3.8MHz ACP * -50dBc -52dBc -52dBc

　　+/- ACPR1 * -33dBc -37dBc -37dBc

+/- ACPR2 * -42dBc -54d