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基于AD608芯片的对数中频低功耗接收机设计

发布时间:2020-07-21 18:15:22 阅读: 来源:衬塑设备厂家

在移动通信系统中,由于信号传输过程存在多径衰落和传输衰减等因数,使得系统中的移动终端接收信号的动态范围较大。而且当移动终端距离基站较近时,由于当输入端信号过强或伴有较大的干扰电压输入时,会出现“过载”现象。为了解决此问题,需要将较宽输入动态范围压缩成较窄的输出动态范围,并保留输入信号的幅度、频率和相位信息,常采用的方法是自动增益控制电路(Automatically GainControlled)和对数放大器(Logarithmic Amplifier)。由于对数放大器的动态范围比AGC电路动态范围宽,而且对数放大器的输出信号失真较小,可以准确反映输入信号的频率和相位信息。因此,在大多数的无线通信、雷达系统中,采用对数放大器来实现接收机的中频放大。在此采用具有大动态范围、高精度和低功耗等特点的对数放大器AD608进行中频接收机的设计和实现。1 关于AD608芯片 AD608采用16脚塑料SOIC封装形式,片内集成了低功耗、低失真、低噪声的混频器和一个完整的对数/限幅放大器,该放大器使用“连续检测”技术,可以提供一个高速的接收信号强度指示(RSSI)输出,同时其内部的限幅器还可提供硬限幅信号输出。它具有以下特性:动态范围为80 dB,输入信号带宽大于500 MHz,限幅输出相位抖动典型值是士3°,电压范围为2.7~5.5 V,典型功耗21 mW(3 V供电时)。 该芯片的对数中频放大器包含五级放大器,每一级的增益为16 dB。“连续检测”结构共有7级检测器,其中包括五级全波检测器和两个用于限幅放大器输入端驱动的检测器,其结构如图1所示。对于5 kΩ的负载,限幅器的输出驱动为±200 mV。限幅放大器的电压增益大于100 dB,转换时间是11 ns。在频率为10.7 MHz时,对于-75~+5 dBm的输入范围,其相位稳定度在-3°~+3°内。

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AD608中频子系统芯片以其优越的特性可广泛用于PHS,GSM,TDMA,FM,PM接收机系统、采用电池供电的仪表设备以及基站RSSI测量系统中。由于对数放大器AD608具有信号强度指示(RSSI)功能,可以实现中频信号的检波,同时它的限幅输出还可以精确再现输入信号的频率和相位信息。因此,这里采用AD608作为核心器件进行中频接收机的设计。

2 对数中频接收机的设计 对数中频接收机作为某检测系统的中频部分,其功能是实现接收信号大动态范围内的放大和检波。对数中频接收机主要由低噪声放大器、带通滤波器和对数放大器等组成,其结构框图如图2所示。对数放大器是这样标度的:对于本振放大器的-75 dBm的输入信号,其输出信号电平为0.2 V;而在其输入为5 dBm时,输出为1.8 V;在整个范围中,对数放大器的一致性在±1 dB内。AD608中对数放大器的斜率正比于电源电压,反馈环路可自动将输入偏移调整到零。

2.1 低噪声放大器 AD608进行信号强度指示所要求的输入信号范围是-75~+5 dBm,为了保证接收机的高灵敏度和70 dB的动态范围,必须使中频信号满足对数放大器的输入要求。因此,需要一级低噪声放大器对输入的中频信号进行匹配、放大。该设计采用的放大器是MINI公司的EAR-5,其电路连接图如图3所示。放大器前端的π型网络(R5,R6,R23)是放大器的阻抗匹配网络,可以使其线性输出功率更大。

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