寬帶CDMA發(fā)射機(jī)低相噪本振源的設(shè)計(jì)

摘要：分析研究了如何根據(jù)各類CDMA發(fā)射機(jī)整機(jī)指標(biāo)確定本振源的具體指標(biāo)；給出了一套EVM指標(biāo)的仿真程序，它可以綜合分析發(fā)射機(jī)各組成部分對(duì)整機(jī)EVM指標(biāo)的影響；給出了一整套器件指標(biāo)估算的方法，包括壓控振蕩器VCO相位噪聲確定，鎖相環(huán)路芯片（PLL IC）1Hz歸一化相位噪聲對(duì)相位誤差的影響。提供了基于ADS的PLL電路仿真程序，它可以方便地進(jìn)行相噪、雜散和穩(wěn)定度分析，并可以方便地與EVM仿真程序聯(lián)合使用。

    關(guān)鍵詞：碼分多址接入 發(fā)射機(jī) 誤差向量幅度 本振源 鎖相環(huán)

CDMA及碼分多址接入，是一種基于擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)的多址接入方式。它采用唯一的碼字將消息信號(hào)擴(kuò)展到相對(duì)更寬的頻帶上，從而減少干擾，增強(qiáng)系統(tǒng)處理能力，并且可以區(qū)分用戶。CDMA多址接入不要求分割頻率和時(shí)間，因而系統(tǒng)容量較高。目前國際上主流的第三代移動(dòng)通信技術(shù)（WCDMA，CDMA2000以及我國提出的TD-SCDMA）都采用了CDMA技術(shù)。CDMA收發(fā)信機(jī)將成為今后通信產(chǎn)品的主流。

本振源作為CDMA發(fā)射機(jī)心臟，對(duì)通信質(zhì)量有著舉足輕重的影響。CDMA技術(shù)對(duì)線性度和調(diào)制精度有嚴(yán)格的要求，因此，如何根據(jù)整機(jī)指標(biāo)（如：誤差向量幅度-EVM，鄰道功率抑制比-ACPR），尤其是對(duì)本振源要求較高的多模手機(jī)，確定本振源可實(shí)現(xiàn)的具體指標(biāo)（相位噪聲等），并對(duì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)與優(yōu)化，成為各類CDMA通信設(shè)備設(shè)計(jì)者的新的挑戰(zhàn)。

圖1 CDMA發(fā)射機(jī)框圖

    本文介紹一款寬帶CDMA發(fā)射機(jī)的本振源設(shè)計(jì)過程，提供一整套針對(duì)CDMA發(fā)射機(jī)本振電路（鎖相環(huán)路）進(jìn)行的電路指標(biāo)確定、器件選取與參數(shù)設(shè)定以及電路設(shè)計(jì)的方案的可行性評(píng)估。

另外，對(duì)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的EVM指標(biāo)進(jìn)行了仿真，從而得出了合理的本振源相位誤差指標(biāo)。為便于設(shè)計(jì)者對(duì)鎖相環(huán)路的優(yōu)化與仿真，筆者還編寫了一套ADS鎖相環(huán)路仿真程序，不同于常見的優(yōu)化和計(jì)算在后臺(tái)進(jìn)行的輔助程序。在使用本仿真程序時(shí)，設(shè)計(jì)得可以調(diào)整任意參數(shù)或器件值并迅速獲得與該調(diào)整相應(yīng)的所有關(guān)鍵指標(biāo)（如：相噪、雜散、穩(wěn)定性）的變化。

1 原理簡(jiǎn)介

寬帶CDMA發(fā)射機(jī)框圖如圖1所示，其中左上部分為本振源電路。單片機(jī)通過數(shù)據(jù)部控制鎖相環(huán)路芯片（PLL IC）使得該電路可以鎖定在不同的信道上；溫補(bǔ)晶振（TCXO）為鎖相環(huán)路提供精確的參考頻率源；壓控振蕩器（VCO）反饋信號(hào)與該頻率源在PLL IC內(nèi)進(jìn)行鑒相。鑒相輸出通過電荷泵和環(huán)路濾波器輸出到壓控振蕩器的控制端控制其輸出頻率。

2 指標(biāo)設(shè)定

與本振源相關(guān)的主要整機(jī)指標(biāo)有：

·頻穩(wěn)度：±2×10 -6；

·EVM：15%；

·帶寬：2.5MHz；

·ACPR：-40dB/±2.5MHz。

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