2G/3G 多频段射频收发芯片的工作原理及应用分析

针对上述应用要求，广嘉设计了一款芯片BG822CX，可实现GSM900、GSM1800、GSM1900、IS-95、 TD-SCDMA、SCDMA、PHS和 WCDMA多种制式收发功能，并且采用高中频输出结构，适合于五类线传输。本产品解决了上述多协议RF信号的室内覆盖问题，同时实现体积小、功耗低、可靠性高的无线和有线信号之间的双向转换，其采用独特的多协议收发芯片实现室内分布系统的远端接入单元。本产品集成度高，外围元件极少，最大限度地减少了系统开发开发难度和开发周期，极大地降低了生产成本。

BG822CX的基本特性

BG822CX工作在800到2200MHz。可覆盖GSM900、GSM1800、GSM1900、IS-95、TD-SCDMA、SCDMA、PHS和 WCDMA共8个频段，单芯片全集成完整射频收发器。

BG822CX采用软件控制技术，中频可变结构，根据不同的应用，中频频率可以在40-120MHz中任意配置。芯片内置接收通道、发射通道、VCO和PLL。仅需一个SAW滤波器就可以实现接收功能；发射可直接输出到片外功放，实现中频到射频的发射功能。接收发射共用同一个VCO/PLL，可以降低功耗、节约成本。

BG822CX接收通道提供56dB的增益调整范围，5dB的低噪声系数，同时提供多种带宽选择的中频低通滤波器，可满足不同应用的需求。发射通道可以提供最大4dBm线性的单端输出功率，并可以提供30dB的边带抑制功能。

该款芯片3.3V电源供电，可应用于几乎所有无线基础设施设备中，对于解决移动通信多频合路难题具有重要意义。

BG822CX的工作原理

如图1所示，BG822CX收发芯片主要集成了两大部分电路：接收部分Rx和发射部分Tx。接收机集成了包括低噪声放大器，混频器，VGA 和LPF在内的所有模块。发射机集成了包括 LPF，VGA，多相滤波器，调制器和输出驱动器在内的所有模块。除上述的接收和发射部分电路，本产品还集成了带隙基准电流源(Bandgap)，为芯片内各模块提供稳定的电流偏置。同时，本产品还集成SPI串行通信电路，实现芯片与片外系统之间的数据通信。

图1：BG822CX芯片原理图。

接收机

接收机由低噪放LNA1, LNA2及射频混频器，AGC 和低通滤波器(RX LPF)组成。射频信号由天线进入，经过射频滤波器连接到LNA1的输入端，然后到达射频混频器(其功能是将射频信号转变为高中频信号)。为了维持电缆的中频输出电平恒定，内部中频AGC可以提供足够的增益控制。

1)低噪放 LNA1

片上集成了两个高性能，多频带的低噪放LNA1，第一个LNA1用于覆盖IS-95 和 GSM900 的接收机。第二个LNA1用于覆盖GSM1800, GSM1900, SCDMA, PHS, WCDMA 和 TD-SCDMA接收机。多频带LNA用于覆盖宽带频率。频率范围从824MHz 到 2200MHz(不同时工作)：

IS-95：824MHz~869MHz；

GSM900：8?0MHz~915MHz；

GSM1800：1710MHz~1785MHz；

GSM1900：1850~1910MHz；

SCDMA：1785.25MHz~1804.75MHz；

PHS：18?1.15MHz~1917.95MHz；

WCDMA：1920MHz~1980MHz；

TD-SCDMA：2010-2025MHz。

2)低噪放 LNA2+MIXER 混频器

片上集成两个低噪放LNA2+混频器。第一个LNA2用于IS-95 和GSM900接收机。第二个LNA2用于GSM1800、GSM1900、SCDMA、PHS、WCDMA和TD-SCDMA接收机。

3)可变增益放大器 VGA, 低通滤波器 LPF

接收机通道滤波器是一个4阶低通滤波器以提供必要的衰减滤波。通过控制3线串行总线，滤波器可以配置成不同中频频率。可变增益放大器VGA，包括接收端VGA和发射端VGA，在40MHz到 120MHz频率范围内均为线性1dB步进设计。