基于AD608芯片的對數(shù)中頻低功耗接收機(jī)設(shè)計
1 關(guān)于AD608芯片
AD608采用16腳塑料SOIC封裝形式,片內(nèi)集成了低功耗、低失真、低噪聲的混頻器和一個完整的對數(shù)/限幅放大器,該放大器使用“連續(xù)檢測”技術(shù),可以提供一個高速的接收信號強(qiáng)度指示(RSSI)輸出,同時其內(nèi)部的限幅器還可提供硬限幅信號輸出。它具有以下特性:動態(tài)范圍為80 dB,輸入信號帶寬大于500 MHz,限幅輸出相位抖動典型值是士3°,電壓范圍為2.7~5.5 V,典型功耗21 mW(3 V供電時)。
該芯片的對數(shù)中頻放大器包含五級放大器,每一級的增益為16 dB。“連續(xù)檢測”結(jié)構(gòu)共有7級檢測器,其中包括五級全波檢測器和兩個用于限幅放大器輸入端驅(qū)動的檢測器,其結(jié)構(gòu)如圖1所示。對于5 kΩ的負(fù)載,限幅器的輸出驅(qū)動為±200 mV。限幅放大器的電壓增益大于100 dB,轉(zhuǎn)換時間是11 ns。在頻率為10.7 MHz時,對于-75~+5 dBm的輸入范圍,其相位穩(wěn)定度在-3°~+3°內(nèi)。
AD608中頻子系統(tǒng)芯片以其優(yōu)越的特性可廣泛用于PHS,GSM,TDMA,F(xiàn)M,PM接收機(jī)系統(tǒng)、采用電池供電的儀表設(shè)備以及基站RSSI測量系統(tǒng)中。由于對數(shù)放大器AD608具有信號強(qiáng)度指示(RSSI)功能,可以實現(xiàn)中頻信號的檢波,同時它的限幅輸出還可以精確再現(xiàn)輸入信號的頻率和相位信息。因此,這里采用AD608作為核心器件進(jìn)行中頻接收機(jī)的設(shè)計。
2 對數(shù)中頻接收機(jī)的設(shè)計
對數(shù)中頻接收機(jī)作為某檢測系統(tǒng)的中頻部分,其功能是實現(xiàn)接收信號大動態(tài)范圍內(nèi)的放大和檢波。對數(shù)中頻接收機(jī)主要由低噪聲放大器、帶通濾波器和對數(shù)放大器等組成,其結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。對數(shù)放大器是這樣標(biāo)度的:對于本振放大器的-75 dBm的輸入信號,其輸出信號電平為0.2 V;而在其輸入為5 dBm時,輸出為1.8 V;在整個范圍中,對數(shù)放大器的一致性在±1 dB內(nèi)。AD608中對數(shù)放大器的斜率正比于電源電壓,反饋環(huán)路可自動將輸入偏移調(diào)整到零。
2.1 低噪聲放大器
AD608進(jìn)行信號強(qiáng)度指示所要求的輸入信號范圍是-75~+5 dBm,為了保證接收機(jī)的高靈敏度和70 dB的動態(tài)范圍,必須使中頻信號滿足對數(shù)放大器的輸入要求。因此,需要一級低噪聲放大器對輸入的中頻信號進(jìn)行匹配、放大。該設(shè)計采用的放大器是MINI公司的EAR-5,其電路連接圖如圖3所示。放大器前端的π型網(wǎng)絡(luò)(R5,R6,R23)是放大器的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò),可以使其線性輸出功率更大。
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