MAX2021

零中频I/Q调制器/解调器1.概述MAX2021是一款低噪声、高线性度、直接上变频/下变频、正交调制/解调器，适用于手持RFID、便携式读卡器以及750MHz至1200MHz的单载波/多载波GSM/EDGE、CDMA2000®、WCDMA和iDEN®基站。

与传统的二次变频结构相比，直接变频结构可显著降低发射/接收机成本，减小系统尺寸、降低功耗。

除了高线性度和低噪声优势外，MAX2021还具备很高的集成度。

器件包括：两路匹配的无源混频器用于正交调制/解调、两路LO缓冲放大器和一路LO正交分配器。

另外，芯片还内置非平衡变压器，允许RF和LO单端输入。

作为附加功能，芯片内部还集成了基带输入匹配电路，可直接与发送DAC连接，省去了昂贵的I/Q缓冲放大器。

MAX2021采用单+5V供电，提供结构紧凑的36引脚TQFN (6mm x 6mm)封装，底部带有裸焊盘。

在-40°C至+85°C范围内确保电气特性。

2.关键特性•750MHz至1200MHz RF频率范围•可选择功率模式：通过外部电阻设置器件工作在低功耗/低性能模式•36引脚、(6mm x 6mm)、TQFN封装，提供高隔离度调制器性能：•满足4载波WCDMA的65dBc ACLR要求•OIP3典型值：+21dBm•OIP2典型值：+58dBm•OP1dB典型值：+16.7dBm•LO泄漏典型值：-32dBm•边带抑制典型值：43.5dBc•输出噪声谱密度：-174dBm/Hz•DC至550MHz基带输入可直接与DAC连接，减少了I/Q缓冲器的成本•直流耦合输入允许用户控制失调电压解调器性能：•IIP3典型值：+35.2dBm•IIP2典型值：+76dBm•IP1dB典型值：> 30dBm•转换损耗典型值：9.2dB•NF典型值：9.3dB•I/Q增益平衡：0.06dB•I/Q相位平衡：0.15°3.芯片结构3.1引脚配置/功能框图引脚说明MAX2021是专为在同相（I）和正交（Q）基带的输入在650MHz到1200MHz的RF频率范围中的上变频差。

该设备还可以被用作一个解调器，将RF输入信号下变频到基带的直接。

应用包括RFID手持设备和门户网站的读者，以及单载波和多载波GSM/ EDGE，CDMA2000，WCDMA和iDEN基站。

直接转换架构是有利的，因为他们大大降低发射机或接收机成本，元件数量和功耗相比传统基于IF的双转换系统。

MAX2021集成了内部的非平衡变压器，一个LO缓冲器，分相器，两个LO驱动器放大器，两个匹配的双平衡无源混频器和宽带正交组合。

该MAX2021的高线性组合-ERS，在结合部分的精确的同相和正交信道匹配，使设备的POS-SESS优异的动态范围，ACLR，1dB压缩点，和LO和边带抑制特性tics。

这些特性使MAX2021四载波WCDMA业务的理想选择。

4.1LO缓冲器，LO输入巴伦，分相器MAX2021需要一个单端LO输入，标称功率为0dBm。

一个内部低损耗巴伦在LO输入LO缓冲器输入到差分信号转换单端LO信号。

此外，内部的平衡- 不平衡转换器相匹配的缓冲器的输入阻抗为50Ω，在整个工作频带。

LO缓冲器的输出经过分相器，它产生的第二LO信号是相对于原来的90°转向。

在0°和90°LO信号驱动器的I和Q混频器。

4.2LO驱动器分相器后，在0°和90°的LO信号分别由两级放大器放大，驱动器的I和Q混频器。

的放大的电平的LO信号，以补偿在LO驱动电平的任何变化的。

这两个阶段的LO放大器允许较宽的输入功率范围为LO驱动器。

MAX2021可以容忍为-6dBm至+3 dBm的LO电平摆幅。

4.3 I/ Q调制器MAX2021调制器组成的一对匹配的双平衡无源混频器和平衡- 不平衡转换器。

I和Q 差分基带输入接受信号从DC到550MHz差分振幅4VP-P。

宽输入带宽允许的MAX2021作为一个直接射频调制器或作为操作镜像抑制混频器。

宽共模合格范围允许直接接口与基带DAC 的。

没有有效的缓冲电路之间需要基带DAC和MAX2021用于CDMA2000和WCDMA应用。

该I和Q信号直接调制在0°和90°LO信号上变频到RF频率。

通过平衡- 不平衡转换器的I和Q混频器的输出相结合，以产生一个单端的RF输出。

5.应用信息5.1LO输入驱动MAX2021的LO输入在内部匹配到50Ω，需要一个单端驱动器在750MHz至1200MHz 的频率范围。

集成了巴伦，单端输入信号LO缓冲差分输入到差分信号转换。

外部隔直流电容器是唯一在此界面所需的外部零件。

LO输入功率应在-6dBm至+3 dBm范围。

的LO输入功率为-3dBm的建议为最佳表现评估。

5.2调制器基带I / Q输入驱动器驱动器MAX2021 I和Q基带输入为最佳性能差异。

基带输入差分输入阻抗有53Ω。

I 和Q输入的最佳源阻抗是100Ω差分。

该源阻抗实现最佳的信号传送到I和Q输入，和最佳输出射频阻抗匹配。

MAX2021可以接受最多至+20 dBm的输入功率电平上的I和Q输入。

操作复杂的波形，如CDMA运营商或GSM信号，利用远远低于输入功率电平。

这种低功耗运行作出必要的高峰值平均比这些复杂的波形。

的峰值信号必须保持在低于MAX2021的压四个基带端口需要某种形式的DC回报，建立一个共同的模式，芯片上的电路驱动器。

这样就可以实现直接直流耦合到基带端口（入住±3.5V的共模范围内的），通过一个电感接地，或通过一个低阻值的电阻到地。

MAX2021是一款被设计为直接与Maxim高速DAC接口。

这会产生一个理想的总发射阵容，以最小的辅助电路元件。

这种DAC包括双DAC的MAX5875系列，MAX5895双插DAC。

这些DAC具有接地参考的差分电流输出。

典型终止成50Ωloadresistor的接地每个DAC输出，10mA的额定直流输出电流结果到0.5V的共模DC水平调制器的I / Q输入。

由DACs标称信号电平在-12dBm的范围内为一个单一的CDMA或WCDMA载波，降低至-18dBm的每个载波的四载波应用程序。

在I / Q输入带宽是大于50MHz的反应在0.1分贝。

直接连接的DAC MAX2021确保最大的信号保真度，与没有限制性能所需的基带放大器。

该DAC输出可以通过通过一个低通滤波器去除图像频率从DAC的输出响应。

双内插DAC MAX5895可以工作在最高以x8插值率。

这样做的好处的的DAC图像的频率移动到一个非常高的，远程的频率，缓和的基带滤波器的设计。

DAC的输出的本底噪声和内插滤波器的阻带衰减足够好，以确保满足3GPP的本底噪声的要求大的频率偏移量，例如，60MHz的与没有过滤需要在调制器的RF输出。

图1示出接口的MAX2021 Maxim的DAC（在这种情况下，MAX5895双16位内插调制DAC）和与Maxim VGA和VCO/合成器集成电路的方便性和效率。

MAX5895 DAC有可编程增益和偏移控制内置英寸这些可以被用来优化的MAX2021正交调制器的LO泄漏和边带抑制的差。

5.3 RF输出MAX2021利用内部的无源混频器的架构，使设备具有一个非常低的输出噪声层。

在这样的架构下，总输出噪声是一个典型的功率总和的理论热噪声（KTB）和片上LO缓冲器电路的噪声贡献。

表现在典型的工作特性，较低的输出功率水平接近的热限制MAX2021的输出噪声为-174dBm/Hz。

随着输出功率的增大，噪声电平跟踪LO缓冲器电路，这是约-168dBc/Hz的噪声贡献。

图1。

发射机阵容图2。

双工器网络为GSM900变送器的应用推荐在I / Q输入功率电平，设备的插入损耗，确定RF输出功率电平。

输入功率为交付的输入I和Q的内部50Ω终止电压的函数。

对于简单的正弦基带信号的I和Q输入的查询结果中的-17dBm的输入功率电平传送到的I和Q的内部50Ω终端，电平89mV PP差分。

这将导致在一个射频输出功率为-23.2dBm。

5.4外部双工器在RF端口LO泄漏可清零的电平小于-80dBm传输通过引入上面的I和Q端口的DC偏移。

然而，这种空在RF端口可以妥协由不当终止I / Q中频接口。

必须小心，以匹配的I/ Q 端口驱动的DAC电路。

不匹配的情况下，劳的第二个的顺序（2fLO）短期可能会泄漏到调制器的I / Q输入端口，它可以混合使用内部LO在RF输出信号产生更多的LO泄漏。

这种泄漏有效地抵消对LO归零。

此外，LO信号反映在I / Q，IF端口产生的残余DC术语，可以扰乱归零条件。

作为展示了在图2中，在每个提供一个RC终止之后的I+，我-，Q+，Q-端口在RF端口减少的LO泄漏本量根据不同温度，LO频率，基带驱动条件。

有关详细信息，请参阅典型工作特性。

请注意，电阻值被选择为100Ω的转角频率1 /（2πRC）选择适当过滤FLO和2f 的LO泄漏，但不影响基带频率最高的基带响应的平坦性。

该共模FLO和2f LO信号在I+/ I-和Q+/ Q地看到的RC网络，从而成为50Ω终止的情况下（R / 2）。

该RC网络提供了一个路径用于吸收2F LO和FLO泄漏，而电感提供高阻抗FLO和2fLO到帮助的双工过程。

5.5 RF解调器MAX2021也可以被用来作为一个RF解调器（参见图3），将RF输入信号下变频到基带的直接。

接受单端RF输入功率高达+30 dBm的信号从650MHz至1200MHz的。

无源混频器架构产生转换损耗通常9.2分贝的。

下变频器优化的高线性度和卓越的噪声性能，通常与一个+35.2 dBm的IIP3，P1dB为大于+30 dBm的和9.3分贝的噪声系数。

宽I/ Q端口带宽允许的端口被用作一个镜像抑制混频器下变频正交IF频率。

RF和LO 输入内部匹配到50Ω。

因此，需要无匹配元件，只隔直流电容器所需要的接口。

5.6解调器输出端口注意事项就像在调制器的情况下，需要某种形式的DC返回的4个基带端口建立一个共同的模式，芯片上的电路，驱动器。

这样就可以实现直接直流耦合到基带端口（入住±3.5V的共模范围内的），通过一个电感接地，或通过一个低阻值的电阻到地。

图4显示了一个典型的网络，将用于连接到解调器操作每个基带端口。

这个网络提供了一个共同的模式DC回报，实现了高频率双工器终止不必要的RF条款，还亲志愿组织可能带来的阻抗基带放大器阻抗变换。

网络的Ca , Ra , La 和Cb形成一个高通/低通网络到负载，同时传递所需的较低的中频频率终止频率高。

LA，LB，CB，CC，LC，CD提供了一个可能的阻抗变压器。

根据不同的阻抗变换和所需的带宽，更少数量的元素都可以使用。