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

1、 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

2、。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

3、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

4、 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

5、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

6、）-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

7、，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

8、 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,

9、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 =

10、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

11、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

12、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

13、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

14、/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

15、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ACG

16、ND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/MICRO

17、WIRE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

18、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/

19、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 （RF

20、L） 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 oscill