高中頻發(fā)送器

RF直接變頻發(fā)送器也可利用這種方法產(chǎn)生較高中頻的數(shù)字載波，如圖1（C）所示。這里，DAC將數(shù)字中頻轉(zhuǎn)換為模擬中頻載波。DAC之后利用帶通濾波器的選頻特性濾除中頻鏡頻。然后將該需要的中頻信號(hào)送入混頻器，產(chǎn)生IF信號(hào)與LO混頻的兩個(gè)邊帶，經(jīng)過另外一個(gè)帶通濾波器濾波，獲得需要的RF邊帶。

顯然，RF直接變頻架構(gòu)需要最少的有源元件。由于采用帶數(shù)字正交調(diào)制器和NCO的FPGA或ASIC取代模擬正交調(diào)制器和LO，RF直接變頻架構(gòu)避免了I、Q通道的不平衡誤差及LO泄漏。此外，由于DAC的采樣率非常高，更容易合成寬帶信號(hào)，同時(shí)可保證滿足濾波要求。

高性能DAC是RF直接變頻架構(gòu)取代傳統(tǒng)無線發(fā)送器的關(guān)鍵元件，該DAC需要產(chǎn)生高達(dá)2GHz甚至更高的射頻載波，動(dòng)態(tài)性能要達(dá)到其它架構(gòu)提供的基帶或中頻性能。MAX5879就是一款這樣的高性能DAC。

利用MAX5879 DAC實(shí)現(xiàn)RF直接變頻發(fā)送器

MAX5879是一款14位、2.3Gsps RF DAC，輸出帶寬大于2GHz，具有超低噪聲和低雜散性能，設(shè)計(jì)用于RF直接變頻發(fā)送器。其頻率響應(yīng)（圖2）可通過更改其沖激響應(yīng)進(jìn)行設(shè)置，不歸零（NRZ）模式用于第一奈奎斯特頻帶輸出。RF模式集中第二、第三奈奎斯特頻帶的輸出功率。歸零（RZ）模式在多個(gè)奈奎斯特頻帶提供平坦響應(yīng)，但輸出功率較低。

MAX5879的獨(dú)特之處在于RFZ模式。RFZ模式為“零填充”射頻模式，所以，DAC輸入采樣率為其它模式的一半。該模式對(duì)于采用較低帶寬合成信號(hào)非常有用，并可輸出高階奈奎斯特頻帶的高頻信號(hào)。所以MAX5879 DAC可用于合成超出其采樣率的調(diào)制載波，僅受限于2+GHz模擬輸出帶寬。

圖2. MAX5879 DAC的可選頻響特性。

MAX5879性能測(cè)試表明：940MHz下，4載波GSM信號(hào)的交調(diào)失真大于74dB （圖3）；2.1GHz下，4載波WCDMA信號(hào)的鄰道泄漏功率比（ACLR）為67dB （圖4）；2.6GHz下，2載波LTE的ACLR為65dB （圖5）。這種性能的DAC能夠支持多奈奎斯特頻帶中各種數(shù)字調(diào)制信號(hào)的直接數(shù)字合成，可作為多標(biāo)準(zhǔn)、多頻帶無線基站發(fā)送器的公共硬件平臺(tái)。

圖3. MAX5879 4載波GSM性能測(cè)試，940MHz和2.3Gsps （第一奈奎斯特頻帶）。

圖4. MAX5879 4載波WCDMA性能測(cè)試，2140MHz和2.3Gsps （第二奈奎斯特頻帶）。

圖5. MAX5879 2載波LTE性能測(cè)試，2650MHz和2.3Gsps （第三奈奎斯特頻帶）。

RF直接變頻發(fā)送器應(yīng)用

MAX5879 DAC也可以同時(shí)發(fā)送奈奎斯特頻帶的多個(gè)載波。該功能目前用于有線電視下行發(fā)射鏈路，發(fā)送50MHz至1000MHz頻帶的多個(gè)QAM調(diào)制信號(hào)。對(duì)于該應(yīng)用，RF直接變頻發(fā)射器可以支持的載波密度是其它發(fā)射架構(gòu)的20-30倍。此外，由于單個(gè)寬帶RF直接變頻發(fā)送器取代了多個(gè)無線發(fā)送器，從而大大減小了有線電視前端的功耗和面積。

基于MAX5879的RF直接變頻發(fā)送器可利向用于寬帶、高頻輸出的應(yīng)用，例如，隨著智能手機(jī)和平板電腦的日益普及，無線基站將需要更寬頻帶。毫無疑問，當(dāng)前支持此類裝置的發(fā)射器將逐步由基于高性能RF DAC （例如MAX5879）的RF直接變頻發(fā)送器所取代。

總結(jié)

基于RF DAC的發(fā)送器具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)架構(gòu)的發(fā)射帶寬，而且不會(huì)損失動(dòng)態(tài)性能，可利用FPGA或ASIC實(shí)現(xiàn)，省去了模擬正交調(diào)制器和LO合成器，從而提高無線發(fā)送器的可靠性。這種方案也大大減少了元件數(shù)量，多數(shù)情況下也會(huì)降低系統(tǒng)功耗。