摘要：ad607 为3v低功耗接收机中频子系统芯片，带有自动增益控制（agc）的接收信号强度指示（rssi）功能。该器件可用于gsm，cdma，tdma和 tetra等通信系统的接收机、卫星终端和便携式通信设备中。文中介绍了ad607的原理、特点与性能参数，并重点介绍了应用设计中的几个问题和典型应用电路。
关键词：接收机 中频子系统 cdma agc ad607
1 概述
ad607为3v低功耗接收机中频子系统，其输入频率高达50mhz，if范围为400khz到12mhz。该芯片包含了一个混频器中频放大器、iq解调器、锁相正交振荡器、agc检测器和一个偏置系统。
ad607的低噪声高内插混频器使用双平衡形式的gilbert类型的单元。ad607的混频器单元还包含一个本地振荡器预放大器，它使得本振输入电平可低至-16dbm。
增益控制端可作为手调增益控制的输入（mgc），或自动增益控制（agc）的rssi输出。在mgc方式时，ad607从外部的agc检测器或dac中得到外部增益控制电压。在agc方式时，芯片内的检测器和外部的来自agc环路的平均电容使得if输出可保持在±300mv。这样电容上的电压足以提供 rssi输出。
i路的解调器和q路的解调器提供了正交基带输出，可与ad7013（is54，trtra，mast）或ad7015（gsm）等基带转换器接口。与中频保持相锁定的正交vco驱动i和q解调器。当ad607的正交vco与输入信号保持相位锁定时，i和q解调器还可解调am信号。该vco还可与外部的拍频振荡器保持相位锁定，这时解调器用作cw或ssb接收的乘积检测器。ad607还可用于解调bpsk信号，这时外部的costas环路用于载波恢复。
ad607的主要特点如下：
●集成了完整的接收机，具有-15dbm到1db的压缩点和-8dbm输入三阶内插点（ip3）以及500mhz的rf和lo带宽。
●线性中频放大器，带有rssi输出的mgc或agc；
●正交解调器可用于锁相正交振荡器，可对400khz到12mhz的中频信号进行解调，并可解调am、cw和ssb信号；
●低功耗：3v电源时功耗为25mw，具有与cmos兼容的低功耗控制；
●可与基带转换器ad7013和ad7015接口；
管 脚 名称缩写 名 称 描 述
1 fdin 频率检测器输入 iq解调器正交振荡器的pll输入端，为来自外部振荡器的±400mv电平，偏置为vp/2
2 com1 公共端1号 射频前端和主偏置的电源公共端
3 prup power-up控制输入 3v/5v兼容的功耗控制端，逻辑1对应高功耗，最大输入电平=vps1=vps2
4 lqip 本振输入 交流耦合本振输入
5 rflo rf低输入端 通常连接到交流地
6 rfhi rf高输入端 交流耦合的射频输入，最大电平±54mv
7 gref 增益参考输入 高阻抗输入，通常为1.5v，用于设定增益
8 mxop 混频器输出 高阻抗，单边电流输出，最大输出电流为±6ma（最大输出电压±1.3v）
9 vmid 电源中点偏置电压 电源中点偏置产生器的输出端（vmid=cpos/2)
10 ifhi if高输入 交流耦合中频输入，最大电平±54mv
11 iflo if低输入 if输入的参考点
12 gain/rssi 增益控制输入/rssi输出 高阻抗输出，使用3v电源时输出为0～2v，使用内部的agc检测器时可提供rssi输出，rssi电压为连接该端的agc电容两端的电压
13 com2 公共端2号 if级和解调器的电源公共端
14 ifop if输出 低阻抗单边电压输出，最大+5dbm
15 dmip 解调器输入 到i和q解调器的输入，在if>3mhz时，最大输入为±150mv，在if<3mhz时，最大输入为±75mv
16 vps2 vops电源2号 高电平if，pll和解调器的电源
17 qout 正交输出 低阻抗q路基带输出，采用交流耦合，20kΩ负载时的满幅输出为±1.23v
18 iout 同相输出 低阻抗i路基带输出，采用交流耦合，20kΩ负载时的满幅输出为±1.23v
19 fltr pll环路滤波 串联rc pll环路滤波，连接到地
20 vps1 vpos电源1号 到混频器，低电平if、pll和增益控制的电源
●ad607可广泛用于gsm，cdma，tdma和tetra接收机、卫星终端和电池供电的通信设备。
2 引脚说明与极限参数
2.1 引脚说明
ad607采用20脚ssop封装，封装外形图如图1所示。表1所列为其引脚功能描述。
2.2 极限参数
●电源电压：vps1、vps2：5.5v；
●内部功耗：600mw；
●工作温度范围：（采用2.7v~5.5v电源时）-25℃~+85℃；工作温度范围（采用4.5v~5.5v电源时）-40℃~+85℃；
●存储温度范围：+65℃~+150℃；
●引脚温度（焊接60秒）：300℃
3 工作原理
ad607提供了实现完整的低功耗，单变频接收机或双变频接收机所需的大部分电路，其输入频率最大为500mhz，中频输入为400khz到12mhz。内部i/q解调器和相应的锁相环路可提供载波恢复，并支持多种调制模式，包括n-psk，n-qam和am。在中等增益时，使用3v的单电源（最小 2.7v，最大5.5v）的典型电流消耗为8.5ma。
图2所示为ad607的功能框图。它包含了一个可变增益uhf混频器和线性四级if放大器，可提供的电压控制增益范围大于90bb。混频级后是双解调器，各包含一个乘法器，后接一个双极点 2mhz的低通滤波器，由一锁相环路驱动，该锁相环路同时提供同相和正交时钟。芯片还包含有内部的agc检测器，温度稳定增益控制系统用于提供准确的 rssi输出。另外，ad607芯片还具有与cmos兼容的功耗控制偏置系统。
3.1 混频器
uhf混频器采用改进型的gilbert类型单元设计，可在低频到500mhz的频率范围内工作。混频器输入端动态范围的高端由rfhi和rflo间的最大输入信号电平确定，而低端则由噪声电平确定。
混频器的射频输入端是差分的，因此rflo端和rfhi端在功能上是完全相同的，这些节点在内部予以偏置，一般假定rflo交流耦合到地。rf端口可建模为并联rc电路，如图3所示。
mxop端的最大可能电平由电压和电流限制共同决定。使用3v的电源和vmid=1.5v时，最大摆幅为±1.3v。为在负载为165Ω的标准滤波器中得到±1v的电压摆幅，需要的峰值驱动电流是±6ma。但是电压和电流的下限不应与混频器增益相混淆。在实际系统中，agc电压将决定混频增益，从而决定if输入端ifhi脚的信号电平，它总是小于±56mv，这是if放大器的线性范围限制的结果。
3.2 rssi的增益定标
ad607的总增益以分贝表示时，相对于gain/rssi端的agc电压vg是线性的。当vg为零时，所有单元的增益为零。各级的增益是并行变化的。 ad607内含增益定标的温度补偿电路。当增益由外部控制时，gain/rssi端是mgc输入；当使用内部的agc检测器时，gain/rssi端是 rssi输出。
增益控制定标因子正比于施加在脚gref端的参考电压。当该脚连接到电源的中点时，标度是20mv/db(vp=3v)。在这些条件下，增益的低80db对应的控制电压为0.4v<vg<2.0v。
另外，gref端还可连接到外部电压参考vr上，使用ad1582或ad1580作电压参考可以提供与电源无关的增益标度，当使用ad7013和ad7015基带转换器时，外部参考也可由基带转换器的参考输出提供，如图4所示。
4 设计与应用中的几个问题
下面介绍ad607在设计与应用中的几个具体问题。
4.1 印制板设计
正像所有的宽带高增益器件的应用设计一样同，ad607的印制板在设计时必须考虑特定的接地点的位置，以免耦合不需要的信号，特别是在i-fop到rfhi或ifhi之间。
ad607的高灵敏度会使无用的本地电磁信号对系统性能产生影响。在系统开发阶段，必须使用良好的屏蔽。最好的解决方法是使用一屏蔽盒将所有元件完全包装起来，并使用数量尽可能少的信号连接器（rf，lo，i和q路）。
在屏蔽盒中，i和q输出脚可能包含小的串联电阻（大约100Ω），这在测试负载较轻时（如大于20kΩ的阻性负载和几个pf的电容）并不会对系统性能有明显影响。还有助于防止不需要的rf辐射进入屏蔽盒内部。
在电源上应连接穿心电容，在电源引脚的内部和外部应使用磁阻。在靠近ic引脚处应使用两个不同值的电容对电源进行去耦。
4.2 使用内部的agc检测器
ad607在内部的中频放大器输出处有一个检测器单元，在不需要dsp支持的接收机应用中，该单元可为芯片自射提供agc和输出电平调节功能。在agin端和地之间连接一滤波电容就可实现这一特性。该端上的电压可用作rssi输出，其定标已在前面讨论过了。
4.3 agc电容值的选取
在增益调制比较麻烦的应用中，如将agc电容从1nf升高至2.7nf；则80db增益时的转换时间（20mv/db）将接近1ms。
在if较低时，agc电容应予以相应增加，以避免增益纹波。因此在455khz的频率时要获得同样的纹波，电容应从1nf增加到0.022μf。
在am应用中，agc环路不应跟踪调制包络。在最低的调制频率（比如300hz）时，增益变化量所引起的失真不应起过1%的thd失真。注意在am应用中，agc滤波电容是由调制带宽决定的，而不是由if决定的。
4.4 其它
在脚12和地之间不能放置电阻，因为这里的电阻会将积分器转换为低通滤波器。积分器为维持给定的输出不需要输入信号，而低通波波器需要。此“输入”是ifop端增加的幅度信号。因此agc环路不需调整ifop端的输出电平。
5 典型应用电路
图5所示为ad607的应用电路。中频和射频端口使用50Ω的电阻端接，以便与外部的本振和射频信号在宽频带实现匹配。中频滤波器为10.7mhz，使用330Ω的输入和输出端接。
