3 工作原理
由于AD6402具有靈敏度高和動態(tài)范圍寬的特點以及雙下變頻結構,從而構成了高集成度的收發(fā)機的基礎。片內(nèi)的低壓降調(diào)節(jié)器把中頻和解調(diào)器VCO隔離起來以防止電源電壓的變化,AD6402還可用內(nèi)部控制電路來關斷一些子電路,以減小功耗。圖2為AD6402的功能原理框圖。
3.1 接收工作過程
AD6402內(nèi)含第二混頻器、集成的第二中頻帶通濾波器、對數(shù)限幅放大器和PLL解調(diào)器。在中頻輸入端通常需要SAW中頻帶通濾波器,以提供信號選擇性。
SAM濾波器被放置在AD6402和射頻單元間,接收機的射頻和中頻接收電路的分離有助于優(yōu)化SAW濾波器周圍的泄漏,以提供最大的射頻與中頻間的隔離。
SAW濾波器的輸出是通過第二下變頻混頻器進入AD6402的,它是一個高增益雙平衡Gilbert類型結構的混頻器。該混頻器將接收信號變換到第二中頻,第二中頻是參考頻率的1.5倍或者2.5倍。倍數(shù)是由REFSEL腳的狀態(tài)決定的。芯片內(nèi)的雙單元帶通濾波器還可提高選擇性,以提供對相鄰信道的衰減。
帶通濾波器的輸出被送入連續(xù)檢測對數(shù)限幅中頻放大器中。RSSI檢測器分布在整個IF段和混頻器中,能提供80dB的動態(tài)范圍。中頻段的限幅增益可超過80dB。RSSI信號是經(jīng)過低通濾波后再經(jīng)過外部電路處理,最后送到基帶子系統(tǒng)。對數(shù)放大器的限幅輸出被送入PLL解調(diào)器,該解調(diào)器用于接收信號的解調(diào)。PLL使用集成的VCO,無需任何外接元件。
3.2 發(fā)送工作過程
發(fā)送信號通道包括一個可由用戶進行設置的低通濾波器,以防止發(fā)生基帶發(fā)送信號的頻率混迭。中頻VCO被調(diào)諧到接收的中頻上需要的解調(diào)輸入頻率的特定頻率上,VCO可被發(fā)送信號依照FM或者FSK方案進行開環(huán)調(diào)制。接收中頻混頻器使用高端混頻,因此中頻VCO應當被調(diào)諧到這樣一個頻率上：即該頻率應等于中頻頻率加上PLL解調(diào)器輸入的頻率。
發(fā)送中頻VCO使用外部的儲能電路。該信號被上變頻到射頻端的發(fā)送頻率上。使用發(fā)送中頻VCO可防止來自功率放大器和射頻頻率的反饋所造成的解調(diào)電路的失真,因為頻率間隔很大,因而儲能電路還可以被優(yōu)化以提高調(diào)制線性度。
3.3 芯片內(nèi)的電壓調(diào)節(jié)器
AD6402內(nèi)部包含有一個低壓降的電壓調(diào)節(jié)器,以防止電源紋波對VGO和頻綜的影響。
AD6402中頻電路的調(diào)節(jié)器可為AD6402和射頻段的VCO提供電源電壓。AD6402的其它電路段則應使用獨立的電源供電。把VCO電源被隔離開來可減少由于VCO電源所造成的麻煩。
3.4 解調(diào)器工作
PLL本射使用兩個環(huán)路：一個用于快速頻率捕獲,
另一個用于解調(diào)。首先,頻率捕獲環(huán)路將VCO鎖定到系統(tǒng)時鐘的某一非整數(shù)倍上（3/2,5/2）。這樣有利于中頻和系統(tǒng)時鐘的選擇,而且可使得系統(tǒng)時鐘的整數(shù)倍位于中頻的能帶外,從而防止接收機的阻塞。
一旦鎖定,環(huán)路電壓將存儲在外部電容上,以設定解調(diào)時的VCO自由頻率。這時第一個環(huán)路被打開,PLL使用第二個環(huán)路和相位檢測器比較VCO的自由頻率和到來的中頻頻率。VCO首先對到來的信號進行快速頻率鎖定和慢速相位鎖定,再將PLL預調(diào)節(jié)到本地參考時鐘,這樣有利于接收中頻的快速鎖定。這時,PLL產(chǎn)生的基帶電壓正比于接收信號的頻率偏移。
解調(diào)器使用三階PLL來跟蹤到來的調(diào)制信號,解調(diào)器的簡化原理框圖如圖3所示,通過改變R和C的值可改變環(huán)路帶寬和阻尼因子。在解調(diào)器電路上有一個內(nèi)部極點,它位于9MHz處。對于800kHz的環(huán)路,最優(yōu)的元件值是910pF和330Ω。環(huán)路帶寬近似與電容C的平方根成反比。為保持一個滿意的阻尼因子,電阻R應與環(huán)路帶寬線性調(diào)節(jié)。在低的環(huán)路帶寬時,C的偏移值應相應增加,以使環(huán)路在接收信號時隙前鎖定到參考頻率上。
4 典型應用
圖4所示為AD6402用于DECT中頻子系統(tǒng)的實現(xiàn)電路。DECT為TDMA/TDD系統(tǒng)。它的數(shù)據(jù)速率是1.152Mbps,使用時采用帶積為BT=0.5的高斯FSK調(diào)制,信道間隔是1.728MHz。該使用的中頻頻率是110.529MHz。AD6402靈活的功率管理方案使得該部分電路在沒有被分配到有效的接收和發(fā)射時隙時可工作在低電源電流下。AD6402相應的發(fā)送和接收單元僅在需要時才打開,這樣可降低功耗,延長手持式設備的電池工作時間。
電路中的信號VRF是經(jīng)調(diào)節(jié)的電源電壓,額定值為2.85V;未經(jīng)調(diào)節(jié)的電池電壓VCC為3.1～4.5V;Vtune為頻綜控制電壓,其范圍與環(huán)路濾波器和頻綜充電泵有關;TXBB為基帶發(fā)送調(diào)制電壓,通常為SLREF±0.7V;RCLK是PLL解調(diào)器的參考時鐘,采用13.824MHz。
圖4中的中頻輸入為來自通過阻抗匹配網(wǎng)絡的SAW濾波器的輸出驅(qū)動信號,這種匹配網(wǎng)絡減少了濾波器的插入損耗,并與濾波器的制造建議相符合。圖中的儲能電路使用兩個變?nèi)荻䴓O管。一個二極管（D3）由中頻PLL的輸出來偏置,并保證中頻VCO的頻率正確對準。
另一個二極管將芯片上的運算放器產(chǎn)生的輸出調(diào)制信號耦合到VCC的儲能電路,并由此實現(xiàn)VCO頻率的調(diào)制。在DECT系統(tǒng)中,當VCO被發(fā)送比特流調(diào)制時,中頻VCO控制環(huán)路是打開的。中頻VCO的PLL的充電泵的輸出處于三態(tài)中的高阻成從而實現(xiàn)環(huán)路的打開。
調(diào)制放大器周圍元件的準確值是由對基帶信號的雜散和鏡像抑制要求來確定的。當基帶信號由ROMDAC產(chǎn)生時,通常會產(chǎn)生一些虛假分量。在大多數(shù)情況下,需要用二階、三階Bessel或Butter-worth濾波器。
在COFF處需連接一接到地的電容,以存儲解調(diào)器充電泵的電壓,該電壓可將解調(diào)VCO鎖定到參考頻率上。合理選擇C45和R22的值可控制解調(diào)器環(huán)路動態(tài)響應。這些元件用于決定環(huán)路濾皮器的轉(zhuǎn)換特性、鎖定時間、建立時間和環(huán)路帶寬。因此REXT應當使用推薦值。
解調(diào)器后的電壓跟隨器被配置為數(shù)據(jù)濾波器。被用于對解調(diào)器產(chǎn)生的FM噪聲進行帶限濾波。它還衰減不需要的相鄰道干擾。因此,應當根據(jù)所需要的帶限衰減量和帶仙所需信號的衰減情況折衰決定這些元件值。
中頻輸入的靈敏度與SAW的輸入濾波器有關,該應用中為-72dBm。
TXBB濾波器是用戶可配置的。在上述應用中,實現(xiàn)該濾波器可以移去ROMDAC產(chǎn)生的鏡像分量。
