UMTS 基站接收器占板面積僅為半平方英寸

　　在滿足宏蜂窩基站性能要求的前提之下，集成度究竟能夠達(dá)到多高? 工藝技術(shù)仍然限定某些重要的功能部件必須采用特殊工藝來(lái)制造：在射頻 (RF) 領(lǐng)域采用GaAs和SiGe工藝，高速 ADC 采用細(xì)線 CMOS 工藝，而高品質(zhì)因數(shù) (High-Q) 濾波器則無(wú)法采用半導(dǎo)體材料很好地實(shí)現(xiàn)。此外，市場(chǎng)對(duì)于提高集成度的需求并沒(méi)有停止。

　　考慮到上述問(wèn)題，凌力爾特決定采用系統(tǒng)級(jí)封裝 (SiP) 技術(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)占板面積約為 1/2 平方英寸 (僅剛剛超過(guò) 3cm2) 的接收器。接收器的邊界處有 50Ω RF輸入、50Ω LO 輸入、ADC 時(shí)鐘輸入及數(shù)字 ADC 輸出。該邊界留待增加低噪聲放大器 (LNA) 和 RF 濾波，用于輸入、LO 和時(shí)鐘發(fā)生，以及數(shù)字輸出的數(shù)字處理。在 15mm x 22mm 封裝內(nèi)是一個(gè)采用 SiGe 高頻組件、分立無(wú)源濾波和細(xì)線 CMOS ADC 的信號(hào)鏈路。

　　本文將對(duì) LTM9004 微型模塊 (µModule) 接收器 (一款直接轉(zhuǎn)換接收器) 進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。

　　設(shè)計(jì)目標(biāo)

　　設(shè)計(jì)目標(biāo)是通用移動(dòng)通信系統(tǒng) (UMTS) 上行鏈路頻分雙工 (FDD) 系統(tǒng)，特別是處于工作頻段 I 的中等覆蓋范圍基站 (詳見(jiàn) 3GPP TS25.104 V7.4.0 規(guī)范)。對(duì)于接收器而言，靈敏度是一個(gè)主要的考慮因素，輸入信噪比 (SNR) 為 -19.8dB/5MHz 時(shí)，所要求的靈敏度 ≤-111dBm。這意味著接收器輸入端的有效噪聲層必須 ≤-158.2dBm/Hz。

　　設(shè)計(jì)分析：零 IF 或直接轉(zhuǎn)換接收器

　　LTM9004 是一款采用了 I/Q 解調(diào)器、基帶放大器和雙通道 14 位 125Msps ADC 的直接轉(zhuǎn)換接收器 (圖1)。LTM9004-AC 低通濾波器在 9.42MHz頻率下具有一個(gè) 0.2dB 的拐角，從而允許 4 個(gè) WCDMA 載波。LTM9004 可與RF 前端一起使用，構(gòu)成一個(gè)完整的 UMTS 頻段上行鏈路接收機(jī)。RF 前端由一個(gè)雙工器以及一個(gè)或多個(gè)低噪聲放大器 (LNA) 和陶瓷帶通濾波器組成。為最大限度地減低增益和相位失衡，基帶鏈路采用了一種固定增益拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。因此，在 LTM9004 之前需要布設(shè)一個(gè) RF 可變?cè)鲆娣糯笃?(VGA)。這里給出了此類前端的典型性能示例：

　　● 接收 (Rx) 頻率范圍：1920M～1980MHz
　　● RF 增益：15dB (最大值)
　　● 自動(dòng)增益控制 (AGC) 范圍：20dB
　　● 噪聲指數(shù)：1.6dB
　　● IIP2：+50dBm
　　● IIP3：0dBm
　　● P1dB：-9.5dBm
　　● 20MHz 時(shí)的抑制：2dB
　　● 發(fā)送 (Tx) 頻段上的抑制：96dB