由于新型組件的出現(xiàn),我們需要對接收器架構(gòu)進行硬件比較

　　最新硬件比較

　　要想對成本、功率和電路板空間進行合理的比較，有必要匯總一下小型基站所用并適合 20MHz 信號帶寬的 4 個接收器通道所必需的組件。每個超外差式接收器使用一個混頻器、一個可變增益放大器、一個 SAW 濾波器、一個二級 IF 放大器和一個高速 ADC。每個直接轉(zhuǎn)換接收器使用一個 I/Q 解調(diào)器、兩個基帶放大器和兩個高速 ADC。用一個具體的電路板布局例子來比較這些組件估計所需的電路板空間，標稱功耗則直接用數(shù)據(jù)表中的參數(shù)計算。預計直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)在這兩個方面的表現(xiàn)會好得多。

　　超外差式架構(gòu)舉例

　　就超外差式接收器的 4 個通道而言，通常在 5mm x 5mm QFN 封裝中提供兩個混頻器，因此需要兩個這樣的雙通道混頻器器件。由于集成了用于 RF 及 LO 輸入的平衡-不平衡變換器和內(nèi)部匹配組件，所以無源組件的數(shù)量是最少的，而且尺寸大多數(shù)是 0201 和 0402 型，這些因素在比較中都將忽略，因為直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)也需要這些部分。類似地，在適合的頻率范圍內(nèi)，有雙數(shù)字 VGA 可用。這樣的雙 VGA 也采用 5mm x 5mm QFN 封裝，因此也需要兩個這樣的器件來實現(xiàn) 4 個通道。在混頻器級之后，也許需要一點濾波，因此用幾個 0402 型電感器和 0201 型電容器是適宜的。為了實現(xiàn)所需要的選擇性，超外差式接收器需要一個 SAW 帶通濾波器。4 個通道中每個都需要一個單獨的 SAW 濾波器。在 RF 頻率上，SAW 濾波器可能相當小。在 70MHz 至 192MHz 的常見 IF 范圍內(nèi)，可以見到采用 5mm x 7mm 封裝的 SAW 濾波器。即使之前的 VGA 輸出和之后的放大器輸入都是 50Ω，SAW 濾波器也將需要幾個匹配組件。通常情況下，還需要另一個增益級，以補償濾波器的插入損耗。不過，一種集成了放大器的新型 4 通道 ADC，即凌力爾特公司的 LTM9012-AB 微型模塊 (µModule®) ADC 采用系統(tǒng)級封裝 (SiP)。該微型模塊采用 15mm x 11.25mm 封裝，與相應采用 4 個差分放大器以及有關旁路電容器和抗混疊濾波器組件的 4 通道 ADC 相比，這種微型模塊更小。LTM9012 具 20dB 增益，實現(xiàn)了 68.5dB 信噪比 (SNR) 和 79dB 無寄生動態(tài)范圍 (SFDR)。LTM9012-AB 內(nèi)部的放大器和濾波電路將輸入頻率限制到大約 90MHz。因此，70MHz IF 是適合的，而不是在基站應用中常常用超外差式接收器實現(xiàn)的更高的 IF。然而，這提供了最緊湊的解決方案。

　　LTM9012 意味著不同的集成方式。微型模塊或 SiP 封裝允許單獨的芯片與各種不同的無源組件一起組裝在層壓襯底上，而且模制成看起來像普通球柵陣列 (BGA) 集成電路 (IC) 一樣。在這種情況下，利用幾何尺寸很小的 CMOS 工藝來優(yōu)化該 ADC，以實現(xiàn)低功率和良好的 AC 性能。放大器運用硅-鍺 (SiGe) 工藝制造，以最大限度地提高其性能。這些放大器是傳統(tǒng)的差分放大器，因此用電阻器將增益設定為 10V/V 或 20dB。真正的運算放大器輸入通過隔離高頻采樣干擾和信號通路來簡化匹配，并允許單端信號與差分 ADC 輸入在內(nèi)部配對。大多數(shù)具緩沖前端的單片 ADC 根本不提供增益，仍然是差分的，而且僅提供對干擾的隔離。同樣有益的是抗混疊濾波，這種濾波限制了寬帶放大器的噪聲。就電路板總體空間而言，既然所有基準和電源旁路電容器都在封裝內(nèi)部，那么總體系統(tǒng)設計就可以排列非常緊密，而且不會損害性能。當基準和電源旁路電容器距數(shù)字信號太遠或靠近時，常常發(fā)生這類性能損害，而性能損害又可能破壞數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程。最后，襯底允許引腳分配自然流暢：模擬輸入在封裝的一側(cè)，數(shù)字輸出在另一側(cè)。

　　在這個例子中，有源組件的數(shù)量是 5 個，還有 4 個 SAW 濾波器和 80 個其他小型無源組件 (參見圖 3)?？傮w面積大約為 43mm x 21mm = 903 mm2，不過不是所有面積都利用上，所以有效面積大約是 700mm2 左右。當然，這是電路板的一側(cè)，特定公司的設計規(guī)則可能允許更緊湊的布局。就功率計算而言，這個例子用 LTC5569 作為雙通道混頻器，AD8376 作為雙 VGA，LTM9012-AB 兼作第二級放大器和 4 通道 ADC。混頻器是有源組件，在 300MHz 至 4GHz 的寬頻率范圍內(nèi)工作，因此單個器件可以配置為在 700MHz 至 2.7GHz 蜂窩頻帶的任何一個頻帶上工作。該器件具有同類最佳功耗，還具有堅固的輸入，能承受強大的帶內(nèi)阻塞干擾信號，而不會使噪聲指數(shù)顯著劣化。4 通道系統(tǒng)的總體功耗為 4.9W，其中不包括電阻性分壓器中可能消耗的功率?！　?/p>