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1 主要芯片完成功能
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" Y. s8 n" j7 P& Q7 @' H本设备采用超外差时分双工方式来完成设计，在符合WiMAX 标准的射频套片推出之前，成功选用SIGE 公司生产的中频芯片SE7051L10 和Texasinstruments 公司生产的射频芯片TRF2436 来完成设计。中频频率固定为380 MHz，射频频率在5. 725~5. 850 GHz频段内可选。) E& ?. r6 |" q8 s! r/ |
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1.1 SE7051L10
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! q3 @& p- ^2 H) R* Q, C: rSE7051L10 主要完成功能为：5 d+ d |0 m& I! D+ P6 H0 ]
/ I! S3 H+ p& Z8 E4 p* [- T- n①在发射时隙内完成I、Q 基带信号上变频为380MHz 的固定中频信号；" D/ P! w# D1 K8 @
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②在接收时隙内完成接收的380 MHz 的固定中频信号下变频为零中频的I、Q 基带信号； e/ _. t! v# W
7 G2 i1 v2 z0 E) `) w③完成合成IF 和RF 所需的LO 功能；其中中频LO 频率为固定的380 MHz；RF 本振频率可选，以便系统工作在期望的工作信道内；
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④在发射和接收通道，均内置可变增益放大器，同时Tx 通道具有18 dB 的增益控制范围( 步进6 dB) ，和50 dB TX 增益控制范围( 步进1 dB) ，Rx 通道具有50 dB 的自动增益控制范围。
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1.2 TRF2436
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& t% x; o& Z! u0 a% w' s5 }TRF2436 完成功能为：5 X1 I/ Y' | G% S! V5 W
/ M. C$ D3 I: `) a! p①在发射时隙内完成380 MHz 的固定中频信号上变频到所需的RF 信道频率；②在接收时隙内完成接收的RF 信号放大并下变频为380 MHz 的固定中频信号；③片内内置收发开关、低噪声放大器及开关控制的功率放大器；④ 内置射频本振倍频器。, ^- Y! i$ W: l: U2 s7 N
2 f# O2 p' ~0 b2 总体设计
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% q3 t8 H8 |; J* z) U0 F由于SE7051L10 与TRF2432 非同一公司套片，需重新设计，主要从以下几点考虑。# H2 u1 P3 |0 N1 C+ ]
+ D, `$ ?# ]- q/ R' @- ]中频芯片SE7051L10 产生射频本振，其合成频率范围2 850~ 3 350MHz，若系统选用低本振，要求最低频率为2 672. 5MHz，SE7051L10 无法满足该要求，系统只能选用高本振，高本振要求频率为3 052~ 3 115MHz；选用高本振将导致中频及基带频谱镜像，对点对点系统而言，由于接收下变频将发射的上变频导致的频谱镜像翻转，系统会不留痕迹进行解调；但作为CPE 设备，无法与标准基站对联，采用基带I、Q 信号颠倒连接，巧妙地解决选用高本振导致的频谱翻转，与标准信号源对联，系统工作正常。
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SE7051L10 的收发中频为各自独立的差分输入输出，而TRF2436 收发中频为共用的差分输入输出，为解决此问题，选用2 只单端双掷开关，通过收发切换控制信号，将SE7051L10 的收发中频各自独立的差分输入输出切换至TRF2436 要求共用的中频差分输入输出，效果良好。5 C4 M9 {# M( r4 R/ T5 Z) K
* D) J( i# ~! N6 w Q, U' A) P0 w" P2 O作为WiMAX CPE 设备，基站为适应不同用户端设备要求，其系统接收增益固定，不具备AGC 功能，为保证接收信号幅度恒定，通过动态调整不同CPE设备的发射功率；因此要求WiMAX CPE 设备发射通道具有超过50 dB 的ALC 控制范围；虽然SE7051L10内置步径1 dB 的50 dB 衰减器，但中频衰减过大，将影响中频信号的信噪比，从而影响系统性能；而TRF2436 是针对802. 11系统开发的，发射通道没有提高系统动态的数控衰减器；为增大系统发射动态，在TRF2436 的射频滤波器后增加一片步径4 dB 总衰减28 dB 数控衰减器。' p. |' p* |* K& S$ i1 A! x1 w
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重新设计SE7051L10 射频本振的环路滤波器，优化射频本振的相位噪声，从而改善发射及接收系统的信号相对矢量误差。
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5 K6 P; e2 Q* L6 `3 U# yTRF2436 的本振要求100Ω差分输入，本振功率电平0 dBm。通过增加此频段工作的平衡- 不平衡变换的巴仑集成块来解决，巴仑集成块平衡输出阻抗为200Ω差分输出，阻抗不匹配通过四分之一波长阻抗变换器来解决；同时，通过一单片放大器将 SE7051L10 输出本振放大到0 dBm，单片放大器也有利于提高本振的输入输出隔离度。
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通过收发通道的预算，合理地完成功放及低噪放设计。
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/ h# E- @+ X' W7 a+ N/ |3 系统工作流程
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3 ~+ w; |7 P0 q" C4 `" I系统采用时分双工工作方式，当基带控制的收发开关信号为高电平时，系统工作在发时隙，基带送出的I、Q 信号经调制、上变频、功率放大和中频、射频滤波后经开关由天线发射至接收端；在接收端，基带控制的收发开关信号此时为低高电平，系统工作在收时隙，接收的射频信号经开关、低噪放、下变频、相应射频、中频滤波，解调出I、Q 基带信号送至基带信号处理单元。+ p3 G+ c" ~- l
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发表于 2020-11-5 14:31
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