Analog Devices ADL5382 正交解调器, AD9262 连续时间Σ-Δ型ADC 用户手册
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AN-1236 应用笔记 One Technology Way • P.O. Box 9106 • Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. • Tel: 781.329.4700 • Fax: 781.461.3113 • www.analog.com 正交I/Q解调器ADL5382与16位连续时间Σ-Δ型ADC AD9262接口， 实现射频到比特流解决方案 电路功能与优势 双芯片解决方案非常适合下列应用：支持CDMA2000、 这种双芯片解决方案由ADL5382和AD9262组成，可提供具 W-CDMA、WiMAX和LTE的正交接收机；正交采样仪表； 有优化性能、低成本和最小电路板空间的射频到比特流解 医疗设备；以及雷达。特别是在正交接收机系统中， 决方案。该双芯片组合只用一个频率转换步骤，可直接将RF ADL5382可提供RF带宽，同时AD9262便于集成，并提供 通道转换为基带，而无需中频转换。频率转换由ADL5382完 集成的直流与正交误差校正算法。在直接变频或其它正交 成，它是一款宽带正交I/Q解调器，涵盖从700 MHz到2.7 GHz 系统中，实部(I)与虚部(Q)信号路径之间的不匹配会导致 的RF输入频率范围。ADL5382后接AD9262，后者是16位双 正(负)频谱中的频率在负(正)频谱中形成镜像。这些不匹 通道连续时间Σ-Δ型模数转换器(ADC)。连续时间Σ-Δ架构 配可能源于ADL5382或ADC信号链本身任何器件的增益或 特性允许解调器直接连接ADC，降低ADC驱动和抗混叠要 相位不匹配。AD9262的集成正交误差校正(QEC)算法会尝 求。本电路易于使用，只需极少的支持电路和电路板空间。 试测量并校正I与Q信号路径的幅度和相位不平衡，以实现 单靠模拟途径无法实现的更高水平镜像抑制。直流校正是 AD9262 QEC功能的一部分，它在DC条件下应用一个陷波 滤波器，以消除基带信号中的LO转RF泄漏和直流失调。 ETC1-1-13 19 CMRF VPX 0.1µF 0.1µF VIN–A 3 BIAS QHI 16 1.8V AVDD DRVDD ORA CTΣ-Δ LOW-PASS SAMPLE DC MODDECIMATION RATE CORRECT ULATOR FILTER CONVERTER AD9262 QUADRATURE ERROR ESTIMATE VREF CFILT QLO 15 CML COM ILO 13 CML 6 VPL LOIN IHI 14 LOIP 5 VPL 7 8 9 10 11 12 VIN–B VIN+B CMOS BUFFER D15A D0A GAIN ADJUST PHASE ADJUST DCO CTΣ-Δ LOW-PASS SAMPLE DC MODDECIMATION RATE CORRECT ULATOR FILTER CONVERTER CLK+ CLK– 1000pF 1.8V TO 3.3V VIN+A VPB 18 VPB 17 ADL5382 VPOS VPOS 0.1µF 100pF 20 RFIP 100pF 21 CML 100pF 1000pF PHASELOCKED LOOP AGND ETC1-1-13 CMOS BUFFER SERIAL INTERFACE SDIO SCLK CSB D15B D0B ORB DGND 08324-001 0.1µF 22 2 COM 4 VPL VPOS 33nH RFIN CMRF 1 VPA 100pF 0.1µF 23 CMRF 33nH 24 RCM = 4.3Ω 1000pF 1000pF VPOS VPOS VPOS = 5V 100pF RFC LO 图1. 直接射频到比特流应用中ADL5382与AD9262之间的接口(原理示意图，未显示所有连接和去耦) Rev. A | Page 1 of 3 AN-1236 电路描述 ADL5382与AD9262之间要达到同等的共模电平，需将一个 表1. 连接/参考器件 串联电阻RCM放在VPOS与ADL5382的引脚18之间。引脚18 产品 ADL5382 AD9262 规定了I/Q输出的共模电压，因此，在VPOS = 5 V时，要实 说明 700 MHz至2,700 MHz正交解调器 16位双通道连续时间Σ-Δ型ADC 现1.8 V共模电压，则它的理想值为4.6 V。将串联电阻设为 4.3 Ω的较低电阻值。由于流入引脚18的电流为91 mA，因此 图1显示了这种双芯片解决方案，它只需极少的支持电路， 该电阻将产生0.39 V压降，而电源电压为5 V，因此引脚18 便可执行从射频到比特流的直接下变频转换。ADL5382支 的电压大约为4.6 V，这样输出共模电压值为所需的1.8 V。 持700 MHz至2.7 GHz的LO和RF频率范围。通过巴伦以差分 这种采用ADL5382和AD9262的射频到比特流整体解决方案 方式驱动LO和RF端口，推荐的巴伦为Mini Circuits TC1-1-13+。 可大幅节省印刷电路板(PCB)空间，易于使用，同时动态 LO和RF输入针对宽带50 Ω匹配设计，必须采用1000 pF电容 性能达到最佳。由于不需要较高阶抗混叠滤波器和驱动器 交流耦合。另外，必须将以地为参考的扼流圈电感与RFIP 放大器，因此整体设计更为紧凑。此外，ADL5382和AD9262 和RFIN相连(推荐值为33 nH，Coilcraft 0603CS-33NX)，以提 的封装尺寸均很小，可进一步节省PCB空间。ADL5382提 供适当的偏置。扼流圈电感用于提供极低电阻的对地直流 供24引脚、4 mm × 4 mm LFCSP封装，AD9262提供9 mm × 路径，以及在RF频率时提供高交流阻抗，从而不影响RF输 9 mm LFCSP封装。由ADL5382和AD9262构成的完整解决方 入阻抗。 案在900 MHz时的输入IP3为33 dBm，输入IP2优于70 dBm。 ADL5382的I/Q输出可以直接与AD9262的ADC输入相连。 可用系统带宽为10 MHz(实信号)或20 MHz(复信号)。AD9262 以连续时间Σ-Δ型输入结构实现该无缝接口。与传统的开 的数字输出能够提供30 MHz至160 MHz可编程输出数据速率。 关电容设计不同，AD9262为阻性输入。VIN+与VIN−引脚 本电路必须构建在具有较大面积接地层的多层电路板上。 之间的差分输入阻抗为固定的1000 Ω。这一高输入阻抗可进 为实现最佳性能，必须采用适当的布局、接地和去耦技术 一步优化ADL5382的线性输入接口。此外，连续时间Σ-Δ (请参考指南MT-031和指南MT-101)。 型架构具有内在的抗混叠功能。因此，ADL5382和AD9262 之间可以不需要滤波器网络。根据应用和系统设计要求， 对于较大的带外阻塞器，可能需要使用低阶修平滤波器。 外部时钟输入或集成整数N分频锁相环(PLL)提供过采样连 续时间Σ-Δ调制器所需的640 MHz内部时钟。片内抽取滤波 器和采样速率转换器可将调制器数据速率从640 MSPS降低至 用户定义的输出数据速率，数值范围为30 MSPS至160 MSPS， 从而实现更为高效和直接的接口。 常见变化 ADL538x系列解调器和AD926x系列连续时间Σ-Δ型ADC提 供宽范围射频频率选择，以及多种数字输出配置选项。根 据应用和性能要求，一种配置可能优于另一种配置。解调 器的选择包括ADL5380和ADL5382。与ADL5382相比， ADL5380可提供更宽的RF频率范围(400 MHz至6 GHz)。不 过，必须在线性性能与带宽之间取得平衡。ADL5382或 ADL5380均可直接与AD9262或AD9267接口，以构成完整 ADL5382与AD9262接口时的一个重要考量，就是要实现 的射频到比特流双芯片解决方案。AD9262包含一个连续时 AD9262的通道A和通道B输入所要求的适当共模电平。 间Σ-Δ型调制器和后端数字信号处理模块，支持30 MSPS至 AD9262的VINxA/VINxB输入引脚要求1.8 V的共模电压， 160 MSPS CMOS输出。AD9267仅由Σ-Δ型调制器组成，其4 而ADL5382的I/Q输出的共模电压为VPOS −2.8 V。VPOS为 位LVDS输出数据速率固定为640 MSPS。需自行调理信号的 ADL5382的正电源电压，其标称值为5 V。 客户可以选择AD9267。解调器与ADC的组合可提供四种 配置，每种配置均有其优势和弱点。因此，需要通过细致 的系统分析来确定最适合应用的配置。 Rev. A | Page 2 of 3 AN-1236 了解详情 修订历史 Luu, Qui and Richard Schreier.“Understanding ContinuousTime, Discrete-Time Sigma-Delta ADCs And Nyquist ADCs,” Electronic Design. February 20, 2009. 2013年5月—修订版0至修订版A MT-031 Tutorial, Grounding Data Converters and Solving the Mystery of AGND and DGND. Analog Devices. 文档标题从CN-0062改为AN-1236 ........................................ 通篇 2009年6月-修订版0：初始版 MT-080 Tutorial, Mixers and Modulators, Analog Devices. MT-101 Tutorial, Decoupling Techniques. Analog Devices. 数据手册 ADL5382 Data Sheet. AD9262 Data Sheet. ©2009–2013 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. AN08324sc-0-5/13(A) Rev. A | Page 3 of 3 ">
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