由于新型組件的出現,我們需要對接收器架構進(jìn)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(jìn)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(gè)接收器通道所必需的組件。每個(gè)超外差式接收器使用一個(gè)混頻器、一個(gè)可變增益放大器、一個(gè) SAW 濾波器、一個(gè)二級 IF 放大器和一個(gè)高速 ADC。每個(gè)直接轉換接收器使用一個(gè) I/Q 解調器、兩個(gè)基帶放大器和兩個(gè)高速 ADC。用一個(gè)具體的電路板布局例子來(lái)比較這些組件估計所需的電路板空間，標稱(chēng)功耗則直接用數據表中的參數計算。預計直接轉換架構在這兩個(gè)方面的表現會(huì )好得多。

　　超外差式架構舉例

　　就超外差式接收器的 4 個(gè)通道而言，通常在 5mm x 5mm QFN 封裝中提供兩個(gè)混頻器，因此需要兩個(gè)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-不平衡變換器和內部匹配組件，所以無(wú)源組件的數量是最少的，而且尺寸大多數是 0201 和 0402 型，這些因素在比較中都將忽略，因為直接轉換架構也需要這些部分。類(lèi)似地，在適合的頻率范圍內，有雙數字 VGA 可用。這樣的雙 VGA 也采用 5mm x 5mm QFN 封裝，因此也需要兩個(gè)這樣的器件來(lái)實(shí)現 4 個(gè)通道。在混頻器級之后，也許需要一點(diǎn)濾波，因此用幾個(gè) 0402 型電感器和 0201 型電容器是適宜的。為了實(shí)現所需要的選擇性，超外差式接收器需要一個(gè) SAW 帶通濾波器。4 個(gè)通道中每個(gè)都需要一個(gè)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(jiàn) IF 范圍內，可以見(jiàn)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(gè)匹配組件。通常情況下，還需要另一個(gè)增益級，以補償濾波器的插入損耗。不過(guò)，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 采用系統級封裝 (SiP)。該微型模塊采用 15mm x 11.25mm 封裝，與相應采用 4 個(gè)差分放大器以及有關(guān)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(shí)現了 68.5dB 信噪比 (SNR) 和 79dB 無(wú)寄生動(dòng)態(tài)范圍 (SFDR)。LTM9012-AB 內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(shí)現的更高的 IF。然而，這提供了最緊湊的解決方案。

　　LTM9012 意味著(zhù)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(wú)源組件一起組裝在層壓襯底上，而且模制成看起來(lái)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(lái)優(yōu)化該 ADC，以實(shí)現低功率和良好的 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(guò)隔離高頻采樣干擾和信號通路來(lái)簡(jiǎn)化匹配，并允許單端信號與差分 ADC 輸入在內部配對。大多數具緩沖前端的單片 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部，那么總體系統設計就可以排列非常緊密，而且不會(huì )損害性能。當基準和電源旁路電容器距數字信號太遠或靠近時(shí)，常常發(fā)生這類(lèi)性能損害，而性能損害又可能破壞數據轉換過(guò)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，數字輸出在另一側。

　　在這個(gè)例子中，有源組件的數量是 5 個(gè)，還有 4 個(gè) SAW 濾波器和 80 個(gè)其他小型無(wú)源組件 (參見(jiàn)圖 3)?？傮w面積大約為 43mm x 21mm = 903 mm2，不過(guò)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，特定公司的設計規則可能允許更緊湊的布局。就功率計算而言，這個(gè)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?；祛l器是有源組件，在 300MHz 至 4GHz 的寬頻率范圍內工作，因此單個(gè)器件可以配置為在 700MHz 至 2.7GHz 蜂窩頻帶的任何一個(gè)頻帶上工作。該器件具有同類(lèi)最佳功耗，還具有堅固的輸入，能承受強大的帶內阻塞干擾信號，而不會(huì )使噪聲指數顯著(zhù)劣化。4 通道系統的總體功耗為 4.9W，其中不包括電阻性分壓器中可能消耗的功率?！　?/p>