基于AD608芯片的對數中頻低功耗接收機設計
1 關于AD608芯片
AD608采用16腳塑料SOIC封裝形式,片內集成了低功耗、低失真、低噪聲的混頻器和一個完整的對數/限幅放大器,該放大器使用“連續檢測”技術,可以提供一個高速的接收信號強度指示(RSSI)輸出,同時其內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)。
該芯片的對數中頻放大器包含五級放大器,每一級的增益為16 dB。“連續檢測”結構共有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動的檢測器,其結構如圖1所示。對于5 kΩ的負載,限幅器的輸出驅動為±200 mV。限幅放大器的電壓增益大于100 dB,轉換時間是11 ns。在頻率為10.7 MHz時,對于-75~+5 dBm的輸入范圍,其相位穩定度在-3°~+3°內。
AD608中頻子系統芯片以其優越的特性可廣泛用于PHS,GSM,TDMA,FM,PM接收機系統、采用電池供電的儀表設備以及基站RSSI測量系統中。由于對數放大器AD608具有信號強度指示(RSSI)功能,可以實現中頻信號的檢波,同時它的限幅輸出還可以精確再現輸入信號的頻率和相位信息。因此,這里采用AD608作為核心器件進行中頻接收機的設計。
2 對數中頻接收機的設計
對數中頻接收機作為某檢測系統的中頻部分,其功能是實現接收信號大動態范圍內的放大和檢波。對數中頻接收機主要由低噪聲放大器、帶通濾波器和對數放大器等組成,其結構框圖如圖2所示。對數放大器是這樣標度的: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,對數放大器的一致性在±1 dB內。AD608中對數放大器的斜率正比于電源電壓,反饋環路可自動將輸入偏移調整到零。
2.1 低噪聲放大器
AD608進行信號強度指示所要求的輸入信號范圍是-75~+5 dBm,為了保證接收機的高靈敏度和70 dB的動態范圍,必須使中頻信號滿足對數放大器的輸入要求。因此,需要一級低噪聲放大器對輸入的中頻信號進行匹配、放大。該設計采用的放大器是MINI公司的EAR-5,其電路連接圖如圖3所示。放大器前端的π型網絡(R5,R6,R23)是放大器的阻抗匹配網絡,可以使其線性輸出功率更大。
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