CN0311 使用LO二分频调制器的宽带低误差矢量幅度(EVM)直接变频发射机

CN0311 本文所述PLL转调制器接口适用于所有集成2XLO分相器的 I/Q调制器。它还适用于基于2XLO的I/Q解调器， 如 ADL5387。 CN-0311使用EVAL-ADF4351EB1Z 和ADL5385-EVALZ 评估所述电路，能够快速设置并进行评估。。EVAL-ADF4351EB1Z使用评估板附带光盘中的标准ADF4351 编程软件。 设备要求 需要以下设备： 带USB端口的Windows® XP、Vista或Windows 7 PC EVAL-ADF4351EB1Z评估板 ADL5385-EVALZ评估板 ADF4351编程软件 电源 (5 V, 500 mA) I/Q信号源，如Rohde & Schwarz AMIQ 频谱分析仪 另外，可参考针对EVAL-ADF4351EB1Z评估板的UG-435用 户指南、ADF4351数据手册和ADL5385数据手册。 开始使用 测试设置的电路描述、原理图和框图详细信息参见 CN-0311(见图1和图3)。UG-435用户指南详细说明了 EVAL-ADF4351EB1Z评估软件的安装和使用。UG-435还包 含电路板设置说明和电路板原理图、布局和物料清单。 ADL5385数据手册中含有ADL5385-EVALZ电路板原理图、 框图、物料清单、布局和组装信息。相关器件信息，请参 考ADF4351数据手册和ADL5385数据手册。 功能框图 本文所述测试设置的功能框图见图3 设置和测试 完成设备设置后，使用标准RF测试方法测量电路的边带抑制性能。 图1所示电路使用完全集成的小数N分频PLL ICADF4351。ADF4351向发射正交调制器ADL5385提供本振(LO频率为调制器RF输出频率的两倍)信号，后者将模拟I/Q信号上变频为RF信号。两个器件共同提供宽带基带I/Q至RF发射解决方案。 ADF4351采用超低噪声3.3 V ADP150 调节器供电，以实现最 佳LO相位噪声性能。ADL5385 则采用5 V ADP3334 LDO供电。 ADP150LDO的输出电压噪声仅为9 μV rms, rms(10 Hz至100 kHz积分)，有助于优化VCO相位噪声并减少VCO推压的影响(等效于电源抑制)。有关使用ADP150 LDO对ADF4351供电的更多详情，请参见CN-0147。 ADL5385采用二分频模块产生正交LO信号。因此，正交精度取决于输入LO信号的占空比精度(以及内部分频器触发器的匹配)。上升和下降时间的任何不平衡都会导致偶次谐波出现，影响ADF4351 RF的输出。当以差分形式驱动调制器LO输入时，可以消除偶数阶谐波，改善总体正交产生性能。 (详见 “宽带ADC前端设计考虑：何时使用双变压器配置。”作者：Rob Reeder和Ramya Ramachandran，模拟对话，40-07) 由于边带抑制性能取决于调制器的正交精度，相比单端方式，以差分方式驱动LO输入端口能获得更佳的边带抑制。比起大部分集成VCO的竞争型PLL器件所采用的单端输出，ADF4351可提供差分RF输出。 ADF4351输出匹配包括ZBIAS上拉电阻，电源节点的去耦电容也起到一定的作用。为实现宽带匹配，建议使用阻性负载(ZBIAS = 50Ω)，或者将一个阻性负载与ZBIAS的电抗性负载并联。后者提供的输出功率稍高，具体取决于所选的电感。对于1 GHz以下的LO工作频率，则使用数值为19 nH或更高的电感。利用ZBIAS = 50 Ω可得出本电路的测量结果；输出功率设置为5 dBm。使用50 Ω电阻时，此设置在全频段 范围内的每输出约为0 dBm；而使用差分输入时为3 dBm。ADL5385 LO的输入驱动电平规格为−10 dBm至+5 dBm；因此，它能够降低ADF4351的输出功率，节省功耗。 边带抑制性能与RF输出频率的扫描关系图如图2所示。在该扫描图中，测试条件如下 基带I/Q幅度= 1.4 V p-p差分正弦波与500 mV直流偏置正 基带I/Q频率 (fBB) = 1 MHz LO = 2 × RFOUT 测试设置的简化框图如图3所示。由于标准ADL5385板不支持差分LO输入驱动，因此测试中使用了修改后的ADL5385评估板。 图2. 边带抑制，RFOUT从30 MHz扫描至2200 MHz   图3. 测量边带抑制的测试设置(原理示意图)   相比数据手册测量中利用低噪声RF信号发生器驱动ADL5385，本电路获得了类似的(甚至更佳的)边带抑制性能。利用ADF4351的差分RF输出可消除偶数阶谐波，并提升调制器的正交精度。这会影响边带抑制性能和EVM。对图1所示电路的测量表明，该电路的单载波W-CDMA复合EVM优于2%。因此，该电路为30 MHz至2.2 GHz的频率提供了低EVM宽带解决方案。对于2.2 GHz以上的频率，可使用一分频调制器模块，如CN-0285所述。 若需完整的设计支持包，请参阅http://www.analog.com/CN0311-DesignSupport. CN0311 使用LO二分频调制器的宽带低误差矢量幅度(EVM)直接变频发射机 本电路为宽带直接变频发射机模拟部分的完整实施方案(模拟基带输入、RF输出)。通过使用锁相环(PLL)和宽带集成电压控制振荡器(VCO)，本电路支持30 MHz至2.2 GHz范围内的RF频率。与使用一分频本地振荡器(LO)级的调制器不同（如CN-0285中所述），本电路无需进行LO的谐波滤波。 获得最佳性能的唯一要求，就是以差分方式驱动调制器的LO输入。ADF4351 可提供差分RF输出，因此极其适用于本电路。PLL转调制器接口适用于所有集成2XLO分相器的I/Q调制器和I/Q解调器。低噪声LDO确保电源管理方案对相位噪声和误差矢量幅度(EVM)没有不利影响。这种器件组合可以提供30 MHz至2.2 GHz频率范围内业界领先的直接变频发射机性能。对于2.2 GHz以上的频率，则推荐使用一分频调制器，如CN-0285所述。 图1.直接变频发射机(原理示意图：未显示所有连接和去耦)   CN0311 CN0311 | circuit note and reference circuit info 使用LO二分频调制器的宽带低误差矢量幅度(EVM)直接变频发射机 | Analog Devices 本电路为宽带直接变频发射机模拟部分的完整实施方案(模 拟基带输入、RF输出)。通过使用锁相环(PLL)和宽带集成 电压控制振荡器(VCO)，本电路支持30 MHz至2.2 GHz范围 内的RF频率。与使用一分频本地振荡器(LO)级的调制器不 同（如CN-0285中所述），本电路无需进行LO

• 直接变频发射机
• 低误差向量幅度
• 30MHz至2.2GHz RF输出

(analog)