TD-SCDMA手机射频前端设计.PDFVIP

TD-SCDMA手机射频前端设计 TD-SCDMA 技术特点 第三代移动通信标准主要有三个：TD-SCDMA、WCDMA FDD 、CDMA2000 。TD-SCDMA 标准最初由中 国邮电科学研究院提出，后与欧洲提出的低速率WCDMA TDD 模式融合，最终成为三大标准之一。 TD-SCDMA 与另外两个标准相比有四大技术特点：双向智能天线技术、反向链路同步技术、反向联合检测 技术、动态信道分配技术，其中双向智能天线技得益于它收发同频。除四大技术特点外，TD-SCDMA 还有 两大特点：终端费用低、运营成本低。终端费用低得益于TDD 工作模式；运营成本低得益于收发同频，不 需要成对频点。TD-SCDMA 标准得到中国政府的大力支持，据悉将来知识产权费也会低于另外两个标准。 所有这些技术的与非技术的特点将决定着TD-SCDMA 会有一个辉煌的明天。 现在TD-SCDMA 标准已得到很多通讯公司的支持，他们正投入巨额人力、物力去开发相关设备。MAXIM 公司今年3 月份已开发出商用TD-SCDMA 射频套片，为TD-SCDMA 的商用化进程立下赫赫战功。下面我 们就先简单介绍一下这套TD-SCDMA 射频芯片，然后重点讨论设计TD-SCDMA 射频前端所应考虑的一些 关键技术问题。 美信TD-SCDMA 手机射频套片 MAXIM TD-SCDMA 手机射频套片共有两颗:MAX2507 和MAX2392 ，这两颗芯片均是采用了必威体育精装版SiGe BiCMOS 工艺制成。MAX2507 是发射芯片，集成了自模拟I/Q 至功放输出的所有电路，主要功能模块有:I/Q 正交调制器、混频器、可变增益放大器、功率放大器、射频本振VCO 、射频锁相环、中频本振产生电路、 射频功率检波器，封装为7mm×7mm LGA 形式。MAX2392 是零中频接收芯片，集成了自低噪声放大器至 模拟I/Q 输出的所有电路，主要功能模块有:低噪声放大器、I/Q 正交解调器、可变增益放大器、信道选择 滤波器、DC-Offset 自动去除电路、I/Q 幅度自动校准电路、VCO 、锁相环，封装为5mm×5mm QFN 形式。 为方便用户设计，MAXIM 还提供有完整的参考设计方案，该参考设计的有效射频PCB 面积为6.6 平方厘 米，工作在3~3.6V，可直接由单节锂电池供电。图1 是该参考设计的功能框图。 图1：TD-SCDMA 手机射频 单元功能框图。 3GPP 针对TD-SCDMA 终端规定了很多技术指标，这些指标根据其制定的目的可以分作三大类:一是为满足 系统自身的需要而设定的指标，如发射机输出功率等级、功率控制精度、最小可控发射功率、发射信号调 制精度EVM 、接收机灵敏度、最大可接收信号幅度、频率稳准度等；二是为反映系统鲁棒性而设定的指标， 如接收机杂散响应指标、抗单音双音干扰指标、接收机邻道选择性指标ACS 等；三是为防止该系统对系统 自身或其它系统造成干扰而设定的指标，如收发信机杂散辐射指标、发射机邻道功率泄漏ACLR 、发射信 号频域模板、发射机互调指标等。对于这些指标的详细论述，请参考3GPP 相关标准，这儿限于篇幅关系， 仅就一些具有挑战性的指标加以讨论，并以MAXIM 参考设计为例加以说明。 ACLR 指标 ACLR 指标是为防止发信机对邻近频点信道造成干扰而设定的指标，它也是衡量发射机非线性失真程度的 一个重要指标。TD-SCDMA 信号属于非恒包络调制，它的成型滤波器是根升余弦滤波器，滚降系数为0.22， 因此当通道存在非线性幅度压缩时，在TD-SCDMA 信号频谱两侧会产生新的频谱成份，ACLR 指标是指落 入邻近信道的信号与主信道信号功率之比。TD-SCDMA 标准规定相邻信道ACLR 指标应不大于-33dBc，隔 一信道该指标应不大于-43dBc，但当泄漏到邻近信道的信号功率小于-55dBm 时，可不考虑ACLR 指标。 MAXIM 参考设计在最大发射功率时，邻信道与隔一信道ACLR 指标都有较大余量。 MAX2507 还有一个特点就是它在小信号发射时，ACLR 指标并不是变得非常好，看来是一个缺点，实际上 这恰恰是MAXIM 工程师在设计MAX2507 时的独具匠心之处。MAX2507 保证ACLR 指标在所有发射功率 电平下均能满足标准要求，且有一定余量的同时，根据发射功率大小自适应地调整功放偏置电流，这使得 该芯片在实际应用中非常省电。 发射信号频谱模板 发射信号频谱模板与ACLR 同是为防止发信机对邻近频点信道造成干扰而设定的指标，同是由通道的非线 性幅度压缩而引起的，较ACLR 指标相比，该指标更严格一些。AC