AD8346：0.8 GHz 至 2.5 GHz 正交调制器的卓越性能与应用解析

在当今的通信技术领域，高性能的射频集成电路（RFIC）对于实现高效、稳定的通信系统至关重要。AD8346 作为一款硅基 RFIC I/Q 调制器，以其出色的性能和广泛的应用范围，成为了电子工程师们在设计通信系统时的理想选择。

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一、AD8346 的特性亮点

高精度调制

AD8346 在 1.9 GHz 时，均方根正交误差仅为 1 度，I/Q 幅度平衡达到 0.2 dB，这使得它能够实现高精度的调制，确保信号的准确传输。这种高精度的特性在对信号质量要求较高的通信系统中尤为重要，例如数字和扩频通信系统。

宽频率范围

该调制器的工作频率范围为 0.8 GHz 至 2.5 GHz，能够满足多种通信标准的需求。无论是蜂窝通信、无线局域网还是其他无线通信系统，AD8346 都能提供稳定的性能。

出色的边带抑制

在 0.8 GHz 时，边带抑制可达 -46 dBc；在 1.9 GHz 时，边带抑制为 -36 dBc。这一特性有助于减少信号干扰，提高通信系统的抗干扰能力。

低噪声与高输出能力

噪声地板低至 -147 dBm/Hz，能够有效降低噪声对信号的影响。同时，在 0.8 GHz 时，输出压缩电平为 0 dBm，保证了信号的输出质量。

低功耗设计

采用单 2.7 V 至 5.5 V 电源供电，静态工作电流为 45 mA，待机电流仅为 1 μA，大大降低了系统的功耗，延长了设备的续航时间。

二、AD8346 的应用领域

通信系统

广泛应用于数字和扩频通信系统、蜂窝/PCS/ISM 收发器、无线局域网/无线本地环路等领域。在这些系统中，AD8346 能够实现高效的信号调制，确保通信的稳定和可靠。

调制器应用

可作为 QPSK/GMSK/QAM 调制器和单边带（SSB）调制器使用，为不同的调制方式提供了灵活的解决方案。

频率合成与混频

在频率合成器和镜像抑制混频器中，AD8346 也发挥着重要作用，能够实现精确的频率合成和信号混频。

三、AD8346 的工作原理与电路设计

电路组成

AD8346 主要由本地振荡器（LO）接口、混频器、电压 - 电流（V - to - I）转换器、差分 - 单端（D - to - S）转换器和偏置电路组成。

LO 接口

差分 LO 输入允许用户以差分方式驱动 LO，以实现最佳性能。通过交错的多相网络相位分离器和缓冲放大器，将 LO 信号精确地分为 I 和 Q 两路信号，确保 90°的相位差。

V - to - I 转换器

每个基带输入引脚连接到一个运算放大器驱动的发射极跟随器，通过反馈在发射极维持与输入电压成比例的电流，并以差分形式馈入两个混频器。

混频器

采用两个双平衡混频器，分别用于同相通道（I 通道）和正交通道（Q 通道）。混频器使用吉尔伯特单元设计，将 LO 信号与基带信号进行混频。

D - to - S 转换器

由两个发射极跟随器驱动图腾柱输出级，将差分信号转换为单端信号，并提供 50 Ω 的输出接口。

偏置电路

基于 Δ - VBE 原理的带隙参考电路生成与绝对温度成比例（PTAT）的电流，为各个部分提供参考。通过控制 ENBL 信号，可以控制各部分的偏置电流。

四、AD8346 的基本连接与使用

电源连接

使用 2.7 V 至 5.5 V 的单电源，分别连接到 VPS1 和 VPS2 引脚。为了减少电源噪声，需要在这两个引脚附近分别使用 100 pF 和 0.01 μF 的电容进行去耦。

使能控制

ENBL 引脚用于控制设备的开启和关闭。当 ENBL 引脚拉高至 2 V 以上时，设备开启；当拉低至 0.5 V 以下时，设备进入睡眠模式。

I 和 Q 输入

I 和 Q 端口应采用差分驱动，输入阻抗为 12 kΩ。为了获得最佳性能，驱动信号应为 2 V p - p（差分）信号，偏置电平为 1.2 V。

LO 驱动

LO 端口的回波损耗如图 18 所示，从 50 Ω 源驱动该端口无需额外的匹配电路。为了实现最大的 LO 抑制，建议采用差分 LO 驱动。

RF 输出

RF 输出设计用于驱动 50 Ω 负载，但需要进行交流耦合。当 I 和 Q 输入由 2 V p - p 信号正交驱动时，输出功率约为 -10 dBm。

五、AD8346 的接口设计

与 AD9761 TXDAC 的直流耦合接口

使用双集成 DAC（如 AD9761），通过精密薄膜电阻网络精确设置偏置电平，可确保信号链这部分的误差最小化。通过对 I 和 Q 信号施加小的直流偏移，可以将 LO 抑制从标称值 -42 dBm 降低至 -60 dBm，并在温度变化时保持在约 -50 dBm。

交流耦合接口

交流耦合接口的优点是由于偏置网络几乎没有电压损失，允许 AD8346 输入由 AD9761 的全 2 V p - p 差分信号驱动。通过手动优化 LO 抑制，可以将部分 2.43 kΩ 电阻替换为电位器。

六、AD8346 的评估与测试

评估板

AD8346 评估板采用 4 层 FR4 板，中间两层作为接地平面，顶层和底层用于信号和电源布线。通过滑动开关 SW1 可以控制设备的开启和关闭，所有连接器均为 SMA 类型。

测试设置

采用 SSB 测试设置和 CDMA 测试设置对 AD8346 进行性能评估。在 SSB 测试中，使用任意函数发生器提供 I 和 Q 输入信号，通过频谱分析仪测量输出信号。在 CDMA 测试中，使用 AWG2021 提供 I 和 Q 输入信号，并使用具有矢量解调功能的 FSEA30 Rohde & Schwarz 分析仪监测输出。

七、总结与展望

AD8346 以其高精度、宽频率范围、低功耗等优点，在通信领域展现出了卓越的性能。无论是在现有的通信系统升级还是未来的通信技术发展中，AD8346 都将发挥重要作用。电子工程师们在设计通信系统时，可以充分利用 AD8346 的特性，实现更高效、更稳定的通信解决方案。你在使用 AD8346 或其他类似调制器时，遇到过哪些有趣的问题或挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。