利用集成式接收器简化数字预失真电路模拟部分

集成式数字预失真接收器

一旦定义了系统要求，接下来的任务就变成了用一个混频器、IF放大器、ADC、 无源滤波、匹配网络和电源旁路来实现电路。尽管计算和仿真有所帮助，但是其无法取代对真实硬件的评估，硬件评估通常会一次一次反复产生多个PCB。然而， 一类新型基于系统级封装(SiP)的集成式接收器极大简化了这一任务。例如凌力尔特的LTM9003数字预失真uModule接收器，该产品是一款全集成化DPD接收器，实质上是“射频到比特流”架构。

由凌力尔特公司倡导的uModule技术利用了一种由双马来酰亚胺三嗪 (BT)材料制成的薄型多层压合基底。该多层基底允许采用RF组件、标准引线键合IC裸片和传统的无源元件进行复杂电路设计。电路采用标准IC封装模塑料 进行封装，而且，LGA焊盘布局也与当前的表面贴装方法相符。这样就造就了一个外形与直观感觉酷似传统IC的子系统，其经过全面测试，确保了IC的高可靠 性，并把采用不同半导体工艺的元件与无源元件结合，与传统实现方案相比，占位面积更小。

LTM9003由一个高线性度 RF 下变频混频器、一个IF 放大器、一个L-C 带通滤波器和一个高速ADC组成 (参见图 3) 。导线连接的裸片组装确保总的外形尺寸高度紧凑，而且还允许基准和电源旁路电容与传统封装方法相比更加靠近裸片。这样做降低了噪声使ADC精度下降的可能性。该理念扩展到了高频布局方法中，并在LTM9003接收器链路中得到了贯穿使用。

图3：LTM9003 集成式数字预失真接收器。

集成消除了驱动高速ADC面临的很多挑战。线性电路分析无法解决ADC采样和保持切换动作导致的电流脉冲。传统电路布局需要多次重复，来定义一个输入网络吸 收这些脉冲，该网络在带外也有吸收性，但是要与前述放大器一起无缝工作。IF放大器还必须在不增加失真的情况下驱动这个网络。克服这些挑战也许是 LTM9003 μModule接收器潜在的最突出的属性。

无源带通滤波器是一个通带非常平坦的3阶滤波器。在中心频率为25MHz的频带内，它呈现了不到 0.1dB的纹波，而且在整个122MHz内，通带纹波仅为0.5dB。三阶配置可确保频率响应曲线的肩峰部具有单调特性，这一点对于许多DPD算法来说非常重要。

LTM9003 的总体性能远远超过了上述系统要求。当使用一个-2.5dBm单音信号(相当于在ADC上的-1dBFS)，信噪比的典型值为-145dBm/Hz。这个数字低于WCDMA标准定义的-131dBm/Hz目标值。最坏情况下谐波是60dBc。25.7dBm的IIP3数字意味着，如果PA具有足够的线性， 那么LTM9003能够支持一个 87dBc 的 ACPR。相对于系统要求和可用最佳PA的功能而言，LTM9003远远超过了要求。整个链路供电电压为3.3V或2.5V，功耗1.5W，而且电路板面积仅为11.25mmx15mm。

图4：LTM9003 采用节省空间的 11.25mm x 15mm LGA 封装，运用多层基片屏蔽敏感模拟线路免受数字走线影响。

无需折中的灵活性

μModule 技术还提供了意想不到的灵活性。传统的高集成电路，可能会在可编程模式或可选功能方面提供灵活度，但会增加复杂性，并常常导致某些性能缺失。通过改变无源 元件的参数值或替代IC(作为一个组进行优化)，LTM9003提供特殊版本，而且不会带来性能缺失或复杂性的增加。

例 如：LTM9003-AA使用了一个3.3V电压供电的低功率、SiGe有源混频器。2xRF-2xLO分量产生了一个60dBc的二次谐波，这是频谱中 的最差寄生干扰。这种情况可以通过使用相似的5V器件替换该混频器得到改善，但代价是功耗有所增加。于是，在LTM9003-AB中，二次谐波改善为 6dB。同样，在LTM9003的另一版本中，可通过换用一个210Msps ADC(其功耗较小)来降低采样速率，并改变L-C滤波器的元件参数值实现100MHz带宽滤波器。该滤波器将针对通带平坦度和最佳信号链路性能进行优化，而且无需使用有损开关。更喜欢不同的IF吗? 只需变更少量无源元件参数值就可以如愿以偿。

绿色、小型化且易于使用

用 LTM9003实现PA线性化的好处体现在几个不同的层面。在较高层面上，DPD使您能够以较少的补偿(back-off)运行PA。PA效率越高，就同 样输出功率级别而言，消耗的功率就越少。正如之前讨论的那样，PA是基站中最重要的电消耗因素。如果你的公司有“绿色计划”，那么DPD能够为做些贡献。 不管怎样，用更少的电可以降低服务供应商的运营费用，从而使其产品更具竞争力。

在电路板层，μModule封装将所有关键组件集成到非常小的面积上，其中包括用于滤波和去耦的无源组件。这节省了电路板空间、简化了布局并为能够进一步提高产品价值的其他功能留出了空间。

在工程层面上，LTM9003能够节省时间。滤波器设计和元件匹配处理可以在仿真过程中完成，但是在大多数场合中，需要进行重复以保证正确。设计一个不受 ADC 采样和保持电路开关动作干扰的滤波器尤其具有挑战性。甚至如放置电容器来实现电源去耦这样常规的事情也可能影响整体性能，并可能导致电路板布局的修 改。这些任务可能很容易耗掉几个月的工程设计时间，以对每一次修改进行调试，并评估这些改变。用LTM9003可以直接节省时间和资源。