MIMO接收器需要高性能的雙通道無(wú)源混頻器

　　為盡量減小解決方案尺寸， LTC559x 混頻器組裝于小型 5mm x 5mm 24 引線 QFN 封裝。不過(guò)，小封裝尺寸只是導(dǎo)致總體解決方案尺寸減小的原因之一。高集成度將所需的外部組件數(shù)目減少至大約 19 個(gè)，從而最大限度地縮減了電路板面積、復(fù)雜性和成本。

　　接收器應(yīng)用

　　圖 3 給出了 LTC559x 混頻器在一個(gè)雙通道接收器中的功能示意圖。在把單端 RF 信號(hào)施加至混頻器輸入端之前對(duì)其進(jìn)行放大和濾波。在該實(shí)例中示出的是差分 IF 信號(hào)通路，免除了增設(shè)一個(gè) IF 平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的需要。SAW 濾波器、IF 放大器和集總元件帶通濾波器均為差分型?！　?/p>

 

　　在許多 MIMO 接收器中均使用了高靈敏度 SAW 濾波器，旨在隔離混頻器輸出端上不想有的雜散信號(hào)和噪聲?；祛l器的 8dB 轉(zhuǎn)換增益可補(bǔ)償這些濾波器的高插入損耗，并減輕它們對(duì)于系統(tǒng)噪聲層的影響?？傮w混頻器性能可接納濾波器損耗，同時(shí)使接收器能夠滿足靈敏度和雜散性能要求。

　　多通道接收器的另一個(gè)重要規(guī)格指標(biāo)是“通道間隔離”。通道間隔離是相對(duì)于受驅(qū)動(dòng)通道輸出 IF 電平的未驅(qū)動(dòng)通道輸出 IF 電平。該參數(shù)的規(guī)定值通常優(yōu)于“天線間隔離”(高 10dB)，以避免導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降。憑借其精準(zhǔn)的 IC 設(shè)計(jì)，LTC559x 混頻器實(shí)現(xiàn)了大于 45dB 的通道間隔離，可滿足大多數(shù)多通道應(yīng)用要求。

　　功耗和解決方案尺寸

　　伴隨多頻段/多模式基站拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的成熟以及 4G 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)定義的進(jìn)一步細(xì)化，無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施呈現(xiàn)出這樣的發(fā)展方向，即：構(gòu)建能以極少的硬件和軟件變更來(lái)實(shí)現(xiàn)各種不同頻段或模式要求的平臺(tái)配置。所有的 LTC559x 混頻器均共用同一種引出腳配置，因而可以很容易地將相同的電路板布局用于所有的頻段。

　　另外，無(wú)線通信技術(shù)的不斷發(fā)展還促使業(yè)界采用更小的蜂窩，例如：微微蜂窩和毫微微蜂窩。由于需要更多和更小的蜂窩，再加上遠(yuǎn)端射頻頭使用量的增加，給基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)施加了額外的限制條件，因而要求更高的集成度和更小的解決方案尺寸。

　　隨著蜂窩數(shù)目的增加，功耗指標(biāo)也變得日益重要起來(lái)，這是因?yàn)槟茉闯杀緦㈦S之成正比例地上升。另一方面，在遠(yuǎn)端射頻頭中，由于依賴被動(dòng)冷卻的原因，熱應(yīng)力是一個(gè)重大的問(wèn)題。只是簡(jiǎn)單地縮減解決方案尺寸還不夠，因?yàn)橄到y(tǒng)尺寸的縮小將導(dǎo)致較高的功率密度、較高的結(jié)溫、以及潛在的組件可靠性下降問(wèn)題。因此，有必要同時(shí)縮減系統(tǒng)的功耗和尺寸。這一目標(biāo)是頗具挑戰(zhàn)性的，原因是一定不得犧牲 RF 性能。

　　過(guò)去，把兩個(gè)單獨(dú)的混頻器組合在一顆芯片上將產(chǎn)生 2W 的總功耗。為了降低功耗，LTC559x 混頻器專門(mén)針對(duì) 3.3V (而不是 5V) 工作電壓進(jìn)行了設(shè)計(jì)。低電壓電路設(shè)計(jì)方法既可降低功耗，又不會(huì)影響轉(zhuǎn)換增益、IIP3 或噪聲指數(shù)性能。唯一受到較低電源電壓影響的參數(shù)是 P1dB 性能，其大約為 11dBm。當(dāng)驅(qū)動(dòng) 200Ω 負(fù)載阻抗時(shí)，IF 放大器開(kāi)路集電極上的電壓擺幅會(huì)對(duì) P1dB 性能產(chǎn)生輸出限制。對(duì)于那些需要較高 P1dB 的應(yīng)用，混頻器進(jìn)行了針對(duì)性的特別設(shè)計(jì)，允許 IF 放大器采用一個(gè) 5V 電源。較高的電壓可將 P1dB 提升至大于 14dBm。

　　如表 1 所列，雙通道混頻器在功耗剛剛超過(guò) 1.3W 的情況下 (兩個(gè)通道均被使能) 實(shí)現(xiàn)了卓越的性能。如需節(jié)省更多的電能，則可通過(guò)采用獨(dú)立的使能控制按照需要單獨(dú)地關(guān)斷個(gè)別通道。在可以接受降低線性度要求的場(chǎng)合中，ISEL 引腳允許用戶切換至低電流模式并進(jìn)一步減少 DC 功耗。

　　結(jié)論

　　LTC559x 雙通道無(wú)源下變頻混頻器系列擁有滿足當(dāng)今多通道基礎(chǔ)設(shè)施接收器之苛刻要求所需的高性能。這些混頻器的高轉(zhuǎn)換增益、低噪聲指數(shù) (NF) 與高線性度組合改善了總體系統(tǒng)性能，而低功耗與小解決方案尺寸則能滿足如今較小基站和遠(yuǎn)端射頻頭更為嚴(yán)格的要求。