1.9GHz直接转换正交解调器演示电路844D快速上手指南

一、引言

在通信接收机设计中，直接转换正交解调器起着至关重要的作用。今天我们要介绍的演示电路844D，采用了LT5515芯片，能将射频信号直接转换为I和Q基带信号，适用于多种通信接收机应用。

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二、LT5515芯片概述

（一）功能特点

LT5515是一款工作在1.5GHz至2.5GHz的直接转换正交解调器，专为高线性度接收机应用（包括功率放大器线性化）进行了优化。它集成了平衡I和Q混频器、LO缓冲放大器以及高精度高频正交发生器，能够将射频信号直接转换为带宽高达260MHz的I和Q基带信号。

（二）优势

在射频接收机中，LT5515的高线性度提供了出色的无杂散动态范围。这种直接转换接收机可以消除对中频（IF）信号处理的需求，以及相应的镜像滤波和IF滤波要求，通道滤波可以直接在I和Q通道的输出端进行，输出可以直接连接到通道选择滤波器（LPF）或基带放大器。

三、演示电路844D介绍

（一）频率范围

演示电路844D优化的频率范围是1.7GHz至2.2GHz，尤其针对1900MHz PCS频段。不过这个频率范围受PCB上射频和LO变压器带宽的限制，如果超出这个范围，就需要使用为目标频率设计的合适外部射频和LO匹配变压器，以保持最佳性能。大家在实际应用中，一定要注意频率范围的选择，不然可能会影响电路性能，你在设计中有没有遇到过因为频率范围不合适而导致的问题呢？

（二）电流消耗

如果需要降低功耗，可以通过增加直流返回电阻R1来减少LT5515的电源电流。但要注意，降低电源电流会降低线性度。这就需要我们在功耗和线性度之间进行权衡，你在设计中是如何平衡这两者关系的呢？

（三）输出滤波

对I和Q输出端的不需要的高频混频产物进行适当滤波，对于保持卓越的线性度非常重要。最方便的方法是将每个输出端通过一个并联电容接地，电容值应根据工作频率进行优化。不过，电容可能会降低基带输出带宽。标准演示电路844D在BB输出端设置了终端电容。

四、典型性能参数

参数	条件 ((f{RF} = 1900MHz), (f{LO} =1901MHz))	值
电源电压		4V至5.25V
电源电流	(V_{CC} = 5V), (EN = High)	125mA
最大关断电流	(V_{CC} = 5V), (EN = Low)	20µA
频率范围		1.5GHz至2.5GHz
LO输入功率		-10dBm至0dBm
转换增益	电压增益，负载阻抗 = 1kΩ, (P{RF} = -10dBm), (P{LO} = -5dBm)	-0.7dB
噪声系数	(P_{LO} = -5dBm)	16.8dB
输入三阶截点	双音，-10dBm/音, (Delta f = 200kHz), (P_{LO} = -5dBm)	20dBm
输入二阶截点	双音，-10dBm/音, (Delta f = 200kHz), (P_{LO} = -5dBm)	51dBm
输入1dB压缩点	(P_{LO} = -5dBm)	9dBm
基带带宽		260MHz
I/Q增益失配	(P{RF} = -5dBm), (P{LO} = -5dBm), 输出频率 = 1MHz	0.3dB
I/Q相位失配	(P{RF} = -5dBm), (P{LO} = -5dBm), 输出频率 = 1MHz	1°
输出阻抗	差分	120Ω
LO到RF泄漏	(P_{LO} = -5dBm)	-46dBm
RF到LO隔离	(P_{RF} = -10dBm)	46dB

这些参数是我们评估电路性能的重要依据，大家在设计和测试过程中，要密切关注这些参数的变化。

五、快速启动步骤

（一）注意事项

在进行演示电路844D的快速启动前，有一些注意事项需要我们牢记。在进行双音测量时，要使用具有低谐波输出的高性能信号发生器，否则应在信号发生器输出端使用低通滤波器来抑制高阶谐波。同时，要使用在所有端口提供50欧姆终端且具有良好端口间隔离的高质量合路器，还建议在信号发生器输出端使用衰减器，以进一步提高源隔离度并减少反射回源的信号。

（二）具体步骤

1. 按照图1连接所有测试设备。
2. 将直流电源的电流限制设置为170mA，并将输出电压调整为5V。
3. 将(V_{cc})连接到5V直流电源，然后将(EN)连接到5V，使解调器启用（开启）。
4. 设置信号发生器#1，向演示电路的LO输入端口提供1901MHz、 - 5dBm的连续波（CW）信号。
5. 设置信号发生器#2和#3，向演示电路的RF输入端口提供两个 - 10dBm的CW信号，一个频率为1899.9MHz，另一个为1900.1MHz。
6. 将频谱分析仪的起始频率设置为100kHz，停止频率设置为1400kHz，进行输入二阶和三阶失真测量。要使用足够的频谱分析仪输入衰减，以避免仪器饱和。
7. 通过公式 (IIP2 = P1 - P2 + Pin) ， (IIP3 =(P1 - P3) / 2+Pin) 计算输入二阶截点和输入三阶截点。其中(P1)是900kHz或1100kHz处两个基本输出音的最低功率电平，(P2)是200kHz处的二阶产物，(P3)是700kHz或1300kHz处的最大三阶产物，(Pin)是输入功率（这里为 - 10dBm），所有单位均为dBm。
8. 还可以测量电压转换增益，但要注意，由于此设置中每个输出引脚的负载阻抗为50Ω，增益会因合路器损耗加上6.85dB而降低。如需更详细的解释，请参考LT5515数据手册。

六、总结

演示电路844D结合LT5515芯片，为1.9GHz直接转换正交解调提供了一个高效的解决方案。通过了解其特点、性能参数和快速启动步骤，我们可以更好地进行电路设计和测试。希望这篇文章能对大家在相关领域的设计工作有所帮助，你在使用这个电路的过程中还有哪些疑问或者经验可以分享呢？