（毕业论文 字数：6464 页数：19）摘要：本文对1.5GHz~2.4Ghz高线性度直接正交调制器LT5528的功能，内部结构，引脚功能及封装进行了较为详细的介绍，典型电路应用。LT5528 是一款专为包括无线基础设施在内的高性能无线应用而设计的直接 I/Q 调制器。LT5528包括一个I/Q电压-电流变换器，I/Q高变换混频器，一个射频输出平衡-不平衡变换器，一个本振调相发生器和本振缓冲器。LT5528直接转换调制器使设计成本更低的下一代 3G 无线基站发送器成为可能。直接 I-Q 调制器 LT5528 在不降低性能的情况下，能够促成以更低的系统成本设计出更加紧凑的基站发送器。

关键字 调制器,变换器,混频器,调相

Abstract ：This article introduces the LT5528 1.5GHz~2.4Ghz High Linearity Direct Quadrature Modulator with its function, internal structure, pin array and typical apply circuit. The LT5528 is a direct I/Q modulator designed for high performance wireless applications, including wireless infrastructure. The LT5528 consists of I and Q input differential voltage-to-current converters, I and Q up-conversion mixers, an RF output balun, an LO quadrature phase generator and LO buffers. The LT5528 makes the next 3G wireless communication real which has the lower cost.

Key word Modulator Converter Mixer Phase-shift

目录
1. LT5528 芯片简介----------------------------------------------------------------------------------4
1.1 芯片主要功能描述--------------------------------------------------------------------------------4
1.2 芯片主要性能--------------------------------------------------------------------------------------4
2. LT5528 芯片封装与引脚功能-----------------------------------------------------------------5
2.1 芯片引脚及其功能--------------------------------------------------------------------------------5
2.2 芯片的封装-----------------------------------------------------------------------------------------6
3. LT5528 内部结构与工作原理 --------------------------------------------------------------- 6
3.1 主要电气特性--------------------------------------------------------------------------------------7
3.2 基带接口 -----------------------------------------------------------------------------------------10
3.3 LO部分---------------------------------------------------------------------------------------------11
3.4 RF部分---------------------------------------------------------------------------------------------12
3.5 使能接口 -----------------------------------------------------------------------------------------13
3.6 测试板电路--------------------------------------------------------------------------------------- 14
4. LT5528 应用电路设计--------------------------------------------------------------------------15
4.1 典型电路设计------------------------------------------------------------------------------------ 15
5. LT5528 WCDMA ACPR 和 AltCPR 测量-------------------------------------------- 16
6. 总结 ---------------------------------------------------------------------------------------------------19
参考文献-------------------------------------------------------------------------------------------------------


1. LT5528 芯片简介
1.1 芯片主要功能描述
芯片描述：
LT5528 是一款专为包括无线基础设施在内的高性能无线应用而设计的直接 I/Q 调制器。它允许使用差分基带 I 和 Q 信号来对一个 RF 信号进行直接调制，并支持 PHS、GSM、EDGE、TD-SCDMA、CDMA、CDMA2000、W-CDMA 及其他系统。也可通过向I和 Q 输入端施加 90度 移相信号来把该器件配置成一个图像载波抑制上变频混频器。I/Q 基带输入包括电压至电流转换器，而这些转换器又负责驱动双平衡混频器。这些混频器的输出被相加并输送至一个片上 RF 变压器，该 RF 变压器将差分混频器信号转换为一个 50Ω 单端输出。四个平衡 I 和 Q 基带输入端口用于通过一个具有约 0.5V 共模电压电平的电源进行 DC 耦合。LO 通路包括一个具有单端输入的 LO 缓冲器和负责生成用于混频器的 LO 驱动电压的精准正交发生器。电源电压范围为 4.5V 至 5.25V。
LT5528直接转换调制器使设计成本更低的下一代 3G 无线基站发送器成为可能。直接 I-Q 调制器 LT5528 在不降低性能的情况下，能够促成以更低的系统成本设计出更加紧凑的基站发送器。LT5528 特别针对 W-CDMA、TD-SCDMA、GSM 及 PHS 等高性能无线基础设施应用，但同时也适用于宽带固定无线接入、点到点无线链路及其它高性能无线电设备。

　　 LT5528 具有的一对匹配双平衡混频器形成载波抑制和镜像抑制的 I-Q（同相与正交相位）调制器。I 和 Q 输入从基带电路系统接受复杂的调制信号，并通过在相同频率上工作的 LO（本地振荡器）直接上变频至 RF（1.5GHz 至 2.4GHz），从而有效去除了射频通路中一到两级上变频转换，极大地减少了外部元器件数量并降低了成本。
LT5528 的 I/Q 增益匹配（+/- 0.1dB 之内）使典型载波抑制在 2.14GHz 时达到 -47dBm。板上 LO 分相器的精确 0o/90o 相移产生在 2.14GHz 时 45dBc 的镜像抑制。已调射频的 I 和 Q 信号在片上平衡射频变压器的单端输出处会合。LT5528 的 50Ohm 射频端口无需外部阻抗匹配组件。其它所有信号输入和输出都与 50Ohm 匹配，因此简化了设计
　 为优化调制器的线性度，混频器的设计和偏置得到特别处理，从而使在 2.14GHz 时的 OIP3（输出 3 阶截取）达到 20.5dBm。再加上一个 -159dBm/Hz 的低噪声层，当采用一个 4 通道 W-CDMA 信号进行测量时，LT5528 实现了-66dBc 同类最佳的 ACPR（相邻通道功率比）性能以及 -68dBc 的相间通道功率比。单通道 ACPR 性能依然扩展至较高的 -73dBc。这确保了基站制造商有足够的设计容限来遵从标准规范。

　　LT5528 通过单一 5V 电源工作。该器件采用 16 引脚 4mm × 4mm 表面贴 QFP 封装。

1.2 芯片主要性能：
• 直接转换至 1.5GHz ～ 2.4GHz
• 高 OIP3：在 2GHz 时为 21.8dBm
• 5MHz 偏移条件下的低输出噪声层：
无 RF：-159.3dBm/Hz
POUT = 4dBm：-151.8dBm/Hz
• 四通道 W-CDMA ACPR：在 2.14GHz 时为 -66dBc
• 集成 LO 缓冲器和 LO 正交相位发生器
• 50Ω AC 耦合单端 LO 和 RF 端口
• 至基带输入的 50Ω DC 接口
• 低载波漏泄：在 2GHz 时为 -42dBm
• 高图像载波抑制：在 2GHz 时为 45dB
• 16 引脚 QFN 4mm × 4mm 封装
　　
2. LT5528 芯片封装与引脚功能

2.1 芯片引脚及其功能
芯片方框图
引脚功能
EN（引脚1）：使能输入端.当EN电压大于1V时，IC导通。当输入端电压小于0.5V时，IC断开。
GND（引脚2，4，6，9，10，12，15）：接地端。引脚6，9，15和17（裸露的垫圈）在内部是互相连接的。引脚2和4在内部是互相连接的接本振信号的地端回归。引脚10和12在内部是互相连接的是作为射频的平衡不平衡变换器的地端回归。为了获得最佳的射频表现，引脚2，4，6，9，10，12，15和17应该连接在PCB板的地端。
LO（引脚3）：本振输入端。本振输入是交流单向信号在射频输入上有近似50Ω的输入阻抗。外部提供的直流信号应在-0.5~0.5V范围内为了避免打开ESD保护的二极管。
BBPQ，BBMQ（引脚7.5）：基带输入处于Q通道，每个都有45Ω的输入阻抗。内部偏置大约为0.525V。提供的电压必须小于2.5V。
VCC（引脚8，13）电源端。引脚8和13在内部是互相连接的。在这些引脚上每个都连接着一个0.1μF的电容接地。
RF（引脚11）：射频输出端。射频输出端是一个交流单向输出在射频输出上有一个大约50Ω的输出阻抗。外部提供的直流电压应在-0.5~0.5V范围内为了避免打开ESD保护的二极管。
BBPI，BBMI（引脚14，16）：基带输入处于I通道，每个都有45Ω的输入阻抗。内部偏置大约为0.525V。提供的电压必须小于2.5V。
Exposed Pad（引脚17）：接地。这个引脚必须焊接到PCB板的地端》
3. LT5528 内部结构与工作原理
绝对最大值参数（注释 1）：
电源电压………………………………5.5V
BBPI, BBMI 和BBPQ, BBMQ的通常摸值………………2.5V
工作环境温度（注释 2）…………………………-40~85°C
存储温度范围…………………………-65~125°C
各引脚误差范围…………………………-500mV~500Mv

3.1 主要电气特性 =5V ，EN=高， =25°C， =2.0GHz , =2.002GHz, =0dBm，BBPI，BBMI，BBPQ，BBMQ输入0.525 ， =-10dBm (注释 3)
注释1：绝对最大额定值是指超过那些装置所规定的。
注释2：超过-40~85°C温度范围的技术要求是经过统计控制过程中的设计，描述特性和相互作用所确定的
注释3 测试性能如图7所示
注释4 四种基带输入中的任一个
注释5 V(BBPI) – V(BBMI) = 1V, DC V(BBPQ) – V(BBMQ) = 1V . DC
注释6 -1dB带宽内的最大值
注释7一个外在联结电容器被使用在RF 输出线上
注释8 来自本振信号频率上的20MHz偏置
注释9来自载波信号频率上的20MHz偏置
注释10来自载波信号频率上的50MHz偏置
注释11 射频信号在最后信号大小的10%之内
注释12射频信号小于开始的至少30dB
注释13基带被2MHz 和2.1MHz激励
注释14 在本振频率+4.1MHz测量得IM2
注释15 在本振频率+1.9MHz和+2.2MHz测得IM3
注释16 无镜像及调整时的描述特性数据集的振幅平均
注释17 BB=2MHz LO=2GHz时，f=3*LO-BB时的寄生信号 f=LO+BB时的信号不同的变换增益