通信原理课程设计-MAX2369 IQ 2000 MHz～800MHz 双频三模发射器.doc

通 信 原 理 课 程 设 计题目：max2369 i/q 2000 mhz800mhz 双频三模发射器学院名称：电气工程学院专业班级： 电子信息工程051班姓 名： 学 号：指导老师： max2369 i/q 2000 mhz800mhz 双频三模发射器摘要：本次课程设计主要是介绍由芯片max2369组成的2000mhz800mhz 的双频三模发射器及max2369的技术特点、封装形式、引脚功能、芯片内部结构及其典型电路。max2369是一个用于蜂窝电话的、完整的双频三模发射器芯片，有48引脚，采用48 qfn-ep（7mm7mm）封装。芯片内包含功率放大器、上变频器、ppl和vco等电路。由max2369构成的双频三模发射器的外部结构较为简单，外部主要由pcs输出、蜂窝输出、锁定输出、逻辑输出、环路滤波器、逻辑输入、dac增益控制输入以及一些外接电源等组成。关键字：max2369芯片、双频三模发射器、功率放大器、上变频器、ppl和vco电路 abstract：this course design is mainly to introduction dual-band, triple-mode complete transmitter with 2000 mhz 800 mhz constituted by the chip max2369. and introduction the technique characteristics, pack a form and lead feet function,the inner part structure of the chip ,and its typical model electric circuit of the chip max2369. the max2369 is a complete dual-band, triple-mode complete transmitter for cellular phones .it have 48 pin, adoption 48 qfn-ep(the 7 mm 7 mm) package.it include power enlarger, upconvered pin machine, ppl and vco electric circuit etc. dual-band, triple-mode complete transmitter by max2369 is simple.the exterior mainly constituted by pcs output, beehive output, target output, logic output, external loop filter, logic importation, the dac increase a benefit control importation and some circumscribe power supplys etc.key word:max2369 chip a dual-band,triple-mode complete transmitter power enlarger upconvered pin machine ppl and vco electric circuit 目 录1 max2369芯片简介以及其用途-42 max2369技术特点-4 2.1 直流电流下的特性-42.2 交流电流下的特性-52.3 其他参数（最大绝对额定值）-63 max2369芯片封装和引脚功能-731 max2369封装形式-732 max2369引脚功能-74 max2369内部结构和工作原理-941 max2369芯片的内部结构-942 max2369芯片的工作原理-95 max2369典型应用电路-1051 max2369典型应用电路-1052 电路生成pcb板-115. 3 电路典型工作特性曲线-125. 4 槽路振荡电路-146 总结-157 参考文献-151 max2369芯片简介以及其用途max2369是由maxim公司生产的一款芯片。它是一个用于蜂窝电话的、完整的双频澳门发射器芯片。器件取一个差动i/q基带输入和混频达到if，通过正交调制器和if可变增益放大器（vga）。max2369设计用于双带工作，支持tdma用于pcs频带，以及tdma和amps用于蜂窝频带。它主要适用于三模、双模或单模移动电话、人造卫星、双频带（时分多路复接方式）/amps(高级移动电话业务)手持设备、gait手持设备、卫星电话、无线数据链接（wan/lan）、高速数字无绳电话和无线局域网（wll）等领域。2 max2369技术特点 max2369的主要技术特点如下： rf工作频率为8001000 mhz/17002000 mhz； i/o调制方式； 工作电压+2.7+5.5 v； 电源电流(在vgc=2.5 v时，加上本振缓冲器电流10 ma)：pcs方式为130160 ma，蜂窝数字方式为133165 ma，调频方式为ll5143 ma，睡眠模式为20ua； rf输出功率调频方式为+12 dbm，其余方式为+7 dbm； 功率控制范围为30 db(vgc=0.52.5 v)； 工作温度为-40+85； 有与spitm/qspitm/microwiretm兼容的3线串行总线； 单边带上变频，可免去saw滤波器。2.1 直流电流下的特性表 2.1.1 标准操作值max2369的测试标准值: vcc= vbatt=+2.75v shdn= txgate=+2.0v vgc=+2.5v rbias=16k ta=-40 +85, 除了特别注明的，标准值 ta= +25。标准操作值如表 2.1.1 所示。2.2 交流电流下的特性 评估系统:系统为50，所定义的标准操作值如表 2.2.1 所示。 差动输入电压 i/q200mvrms，常用模式为 vcc/2，调谐积分 cw 为300hz，if 合成器由无源延迟环路滤波器锁定；在 19.44mhz 时，ref =200mvp-p，vcc = shdn = cs = txgate = +2.75v, vbat = +2.75v,if 输出负载 = 400，loh, lol 输入功率-7 dbm, flol=1017.26 mhz，floh=2061.26 mhz，ifin = 125mvrms 181.26mhz，使用is-136 tdma调谐，frfh = 1880mhz, frfl= 836mhz。 除了特别注明的，标准值 ta= +25。表 2.2.1续表 2.2.1注意 1（note 1）: 见表 2.2.1 对寄存器的设定。注意 2（note 2）：acpr指定了vcm的额定范围。注意 3（note 1）：vcm由i/q基带电流源固定地提供6a的电流。注意 4（note 1）：根据设计所需要的描述设定。注意 5（note 1）：接通后，在获得额定电压时，能够使充电泵正常工作。注意 6（note 1）：充电泵的工作范围是0.5vvcc0.5v。2.3 其他参数（最大绝对额定值） vcc至gnd 0.3v6vdi,clk, ,vgc, ,lock 0.3v(vcc+0.3v)ac 输入脚（ifin，q，i,tank,ref,lol,loh） 1.0v峰值数字输入电流（,，clk，i, ） 10ma，连续功耗（ta70，70以上，减小27mv/） 2.5v工作温度 -4085结温 150存储温度 -65160引线焊接温度 300注意：最大绝对额定值中超出以上清单中的数据会使元器件发烫，从而对设备造成永久性破坏。不过这些数据没有包含设备功能的规范运行。可知长期最大额定值级别条件将影响设备可信度。3 max2369芯片封装和引脚功能 31 max2369封装形式max2369采用48qfn-en（7mm7mm）封装，有外露叶片（exposed paddle）。其引脚封装形式如图3.1.1所示。图3.1.1 max2369 引脚封装形式32 max2369引脚功能max2369 引脚功能如表 3.2.1 所示。表 3.2.1 max2369 引脚功能引 脚符 号功 能1rfl发射器rf输出用于蜂窝带(8001000mhz)，可用于fm和数字型式。开路集电极输出，有拉起电感至电源电压，是输出匹配网络的一部分，可直接连电池。2rfh发射器rf输出用于pcs带(17002000mhz)，开路集电极输出，有拉起电感至电源电压，是输出匹配网络的一部分，可直接连电池。3lock 开路集电极输出指示ifpll锁定态，要求拉起电阻。4vcc电源，电源脚用于驱动级5vcc电源，连脚4正常工作6vcc电源用于上变频级7 数字输入。在txgate上逻辑低，除ifpll,ifvco，串行总线和寄存器外全关闭。8，9差动输入至rf上变频器。这脚内偏置1.5v，输入阻抗正常400差动。if滤波器应ac耦合至这些端口。10，11，32，33，34，35，42nc空脚12rbias偏压电阻脚。rbias正常偏置1.18v。一个外电阻或电流源必须连至此脚设置偏压电流，用于上变频和pa驱动级。正常电阻16k。13，14，15clk,di,3线式串行总线输入端（与spi/qspi/microwire兼容）。脚上r-c滤波器减小噪声。16，17，41vcc电源端18，19差动if输出。电感拉至vcc，一个差动if带通滤波器连至此脚和之间，拉起电感是滤波器结构的一部分，差动输出阻抗是60020vgcrf和if可变增益控制模拟输入，vgc浮动至1.5v，加0.52.6v控制rf和if级增益。该脚上rc滤波可减小dac噪声。21vccif vga电源端22vcc i/q调制器电源端23，24q，q差分q通道基带信号输入端25，26i，i差分i通道基带信号输入端27 关闭控制输入端。逻辑低电平时，关闭所有电路。在上逻辑低关闭ic。28vccvco电源端29iflolo缓冲器输入端。差动lo输出。用寄存器位bufen和除法比控制输出缓冲器。30，31tank-,tank+if vco除法谐振回路引脚端，偏置1.6v36ref基准频率输入端，ref内偏置vcc0.7v，必须ac耦合至基准源，高阻抗端口。37vccif充电泵电源端。电源不同于系统vcc38ifcp if充电泵的高阻抗输出端，通过ifrll环路滤波器连至ifvco调谐输入。39vcc数字电路电源端40，45，46，47，48gnd接地43loh高频段 rf lo输入端，ac耦合至此端口44lol 低频段 rf lo输入端，ac耦合至此端口exposed paddle(外露叶片)gnd dc和acgnd用于ic返回，连至pc板接地4 max2369内部结构和工作原理41 max2369芯片的内部结构 max2369 内部结构框图如图 4.1 .1所示芯片内包含功率放大器、上变频器、pll和vco等电路。图 4.1 .142 max2369芯片的工作原理 器件取一个差动i/q基带输入和混频达到if，通过正交调制器和if可变增益放大器（vga）。然后，信号返回至一个外部基带滤波器和上变频至rf，通过ssb（单边带）混频器和rfvga。信号用板上pa驱动器进一步放大。max2369设计用于双带工作，支持tdma用于pcs频带，以及tdma和amps用于蜂窝频带。通过加载数据在spi/microwire与3线串行总线兼容选择工作形式。然后，max2369返回信号至相应端口。max2369包括两个rflo输入端口和两个pa驱动器端口，取消了不需要的外部开关电路。max2369取串行总线优点设置型式，如电荷泵电流，高或低边带抑制和if/rf增益。5 max2369典型应用电路51 max2369典型应用电路 max2369的典型应用电路如图 5.1 所示。图 5.1 max2369的典型应用电路图中从上至下，从左至右的名词解释:pcs output-pcs 输出cellulat output-蜂窝输出lock output-锁定输出 logic input-逻辑输出bias ctrl-偏压控制frac-npll-帧校准npllloop filter-环路滤波器tank-槽路 logic input-逻辑输出dac gain control input-dac 增益控制输入52 电路生成pcb板使用protel 99 画出电原理图如图 5.2 所示。封装生成pcb板如图 5.3所示。图 5.2 max2369的典型应用电路的电原理图图 5.3 封装生成pcb板5. 3 电路典型工作特性曲线 若无特别标注，vcc=+2.8v 、vbat=3.0v, ta=+25。特性曲线图如图 5.3.1 及图 5.3.2 所示。 5.3.1（a）if pll时间曲线图 5.3.1（b）槽路1/s11频率比 5.3.1（c）icc与vgc 的比值特性曲线 5.3.1（d）vgc的输入输出功率比 5.3.1（e）if输出与vgc if 5.3.1（f1）if输出与vgc输出 特性曲线 dac设定的功率比特性曲线 功率比特性曲线 5.3.1（f2）if输出与vgc输出功率比特性曲线 5.3.1（g）抑制单边带和 if lo输出反馈5.3.2（a）i/q基带频率响应 5.3.2（b）低频振动噪声对频率的影响 5.3.2（c）rfl 输出频谱 5.3.2（d）rfh 输出频谱 5.3.2（e）cascaded acpr/alt功率比 5.3.2（f）cascaded acpr/alt （rfl） 功率比（rfh） 5.3.2（g） 5.3.2（h） spi/qspi/microwire-compatible.图如图5.3.3所示。图5.3.35. 4 槽路振荡电路 if 槽路振荡器(tank+, tank-)完全差分，槽路振荡电路的外部部分如图5.4.1所示。图 5.4.1 槽路振荡电路求振荡频率的公式如下所示： 其中，cint是槽路的内部电容，cd是变容二极管的电容，cvar是可变调谐二极管电容，cpar是parasitic capacitance due to pc board pads and traces（对pc的补偿电容），ccent是external capacitor for centering oscillation frequency(外部电容器的中心振荡