手機射頻電路設計的差分散射參數(shù)測試(一)

在設計手機的射頻電路時，常會遇到帶有差分端口的低噪聲放大器、混頻器、聲表濾波器等。圖1是TD-SCDMA手機射頻接收電路，其中MAX2392的低噪聲放大器輸出是單端的，而MAX2392的混頻器輸入是差分形式的，低噪聲放大器與混頻器之間是一個單端到差分形式的聲表濾波器和必要的匹配網(wǎng)絡，在設計該匹配網(wǎng)絡時，需要知道混頻器輸入端差分散射參數(shù)和聲表的散射參數(shù)，通常網(wǎng)絡分析儀都不是差分型的。下面以對聲表(SAW)的測試為例來說明如何測試差分散射參數(shù)。

1. 端口3接匹配負載，用網(wǎng)絡分析儀測端口1、2的雙端散射參數(shù)，記為SA；
2. 端口2接匹配負載，用網(wǎng)絡分析儀測端口1、3的雙端散射參數(shù)，記為SB；
3. 端口1接匹配負載，用網(wǎng)絡分析儀測端口2、3的雙端散射參數(shù)，記為SC；
4. 物理三端口網(wǎng)絡散射參數(shù)ST為等式(1)所示：

一般來說，差分端口并不是理想的，通過研究上面得到的物理三端口網(wǎng)絡散射參數(shù)ST會發(fā)現(xiàn)：

理想情況下，端口1加一點頻激勵信號，在端口2與端口3應得到大小相等，相位差180度的信號，也就是說在端口2與端口3上得到一個差分信號，實際上在端口2與端口3上還存在著大小與相位都相等的信號，即共模信號。若將差模信號看作一個端口，共模信號看作一個端口，再加上原來的端口1，這樣就組成了一個新的三端口網(wǎng)絡，稱為模式三端口網(wǎng)絡。

模式三端口網(wǎng)絡散射參數(shù)

現(xiàn)在的問題是該如何由物理三端口網(wǎng)絡的散射參數(shù)導出模式三端口網(wǎng)絡的散射參數(shù)。聲表器件屬于無源網(wǎng)絡，且不含有各向異性介質材料，其散射參數(shù)必然是互易的，就是說物理三端口網(wǎng)絡僅有6個獨立參數(shù)。差模與共模信號只是端口2與端口3信號的線性組合，所以模式3端口網(wǎng)絡的散射參數(shù)也必然是互易的，即只有6個獨立參數(shù)(E3)。觀察圖3可以看到端口1在兩種散射參數(shù)信號流圖中未變，故：

端口3加激勵信號：

這兩個激勵信號合起來等效為在差模端口加激勵信號：

現(xiàn)在分別計算端口2與端口3反射波中差模與共模信號成分，它們在數(shù)值上應分別等于SM22，SM32，值分別是等式(4)、(5)所示。

這兩個激勵信號合起來等效為在共模端口加激勵信號：

現(xiàn)在來計算端口2與端口3反射波中共模信號成分，它在數(shù)值上應等于SM33。

其值見等式(6)：

共模抑制比

MAX2392是一個零中頻的射頻接收機，為解決本振信號的泄漏問題，MAXIM 公司采用了差分形式的混頻器，從圖1看到當共模形式的本振信號有混頻器輸入端泄漏出來時，聲表會對此產(chǎn)生抑制(此處回避了匹配網(wǎng)絡的影響)，這兒可以定義共模抑制比如下：

該共模抑制比反映了泄漏到天線端口的本振信號大小，該共模抑制比越大越好。研究圖3所示的散射參數(shù)信號流圖，我們發(fā)現(xiàn)還有另外一種共模到差模的轉換形式：

該共模抑制比優(yōu)劣與直流偏移量有關。本振信號通過空間輻射等途徑耦合到LH46B 差分端口應是共模信號，該共模信號經(jīng)LH46B反射后產(chǎn)生的差模信號會直接加到混頻器輸入端，從而與本振自混頻產(chǎn)生直流。該共模抑制比越大越好。