max2701及其在卫星接收机中的应用

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1、MAX2701及其在卫星接收机中的应用

2、第1关键词：MAX2701芯片直接下变频卫星接收机随着无线通信技术的迅猛发展，面向专用系统的射频集成芯片的种类越来越多，集成度越来越高。从某种意义上讲，一个完整的无线通信系统射频模块的构建过程，已经变成对适合芯片的选择与使用的过程。因此，射频系统性能的优劣很大程度上取决于所选核心集成芯片的性能。ＭＡＸ２７０１是笔者在设计一种卫星通信接收机过程中所使用的一款美信公司用于直接下变频接收机的射频芯片。本文在介绍这款芯片特点的同时，将围绕它在卫星接收机中的具体应用做详细介绍。在对本振信号的

3、选取上，虽然ＭＡＸ２７０１内部有一个可选的倍频模块，基频本振仍然是首选。ＭＡＸ２７０１集成倍频模块，主要是考虑到通过倍频功能来降低系统本振的频率，减轻本振设计的压力。但是这种倍频方案的主要缺点是ＭＡＸ２７０１芯片内部的倍频电路的非线性会恶化本振信号的相位噪声，这样相当于又对本振信号的相位噪声提出更高的要求。同时，倍频非线性会产生更高次谐波，使得系统的功率效率降低，为电路提供了潜在的谐振点，影响稳定性。此外，ＭＡＸ２７０１的数据手册上所给出的实测数据显示，在本振信号频率超过１．２ＧＨｚ后采用本振倍频方案的本振——射频信号隔

4、离度要比本振基频方案恶化近１０ｄＢ。而本系统的频率恰恰就在此范围，所以采用了基频本振的方案。为了尽量减小版图尺寸，选用０４０２封装的电感电容元件。但是，元件尺寸的减小，一方面使得高频性能恶化，容差增大；另一方面，物理尺寸在很大程度上限制了其量值的制造。同时，对于手工调试来说，元件过小不利于频繁更换，焊盘太小也很容易受热脱落，造成整个电路板的损坏。在设计中，绝大部分基本元件采用了０６０３封装，但是在对器件高频性能要求较高的射频交流馈线电容，以及低通滤波器中要求有较大电感值的地方，仍旧采用０８０５封装的贴片元件。从最终调试结

5、果来看，效果很好。在调试过程中，发现芯片腹面有一块１公分见方的接地散热焊盘，它能否良好接地对芯片的正常工作影响很大。为了确保良好接地散热，建议在这个焊盘正对的电路板上做如图３所示的梅花通孔。在芯片焊上后，再从背面滴注焊锡，达到良好接地。实际调试结果证明，这样的处理方法很有效。２．２低通滤波器设计Ｉ／Ｑ两路基带信号被解调出后，必须通过各自的低通滤波器进行低通滤波。低通滤波器的带宽由基带调制信号的特性决定。在本系统中，对基带接收滤波器的定义为通带３．５ＭＨｚ－３ｄＢ在６ＭＨｚ时衰减３０ｄＢ，它是由一个４阶巴特沃思低通实

6、现的。电感和电容都采用了典型常用值，并使用０８０５的较大封装。基于ＭＡＸ２７０１的布局使得Ｉ／Ｑ两个基带的通道位于芯片的对边，且引脚细密，如果直接把设计的４阶低通滤波器接入第一级或第二级放大器后，板上布线将比较困难，信号线将绕行或经通孔转到背板通行。这就有可能使系统中基带解调信号与其它ＲＦ信号产生串扰从而使性能受到影响。为了避免这种可能性，在实现这个低通滤波器时，采用了级联等效方法，用两个２阶低通来等效所需的４阶低通滤波器。在ＨＰＡｇｉｌｅｎｔ＇ｓＡＤＳ２０００中对这样的级联设计进行了仿真，图４是仿真结果和实测结果。图5

7、样机低通滤波器频率响应通过对样机的测试实验，系统的主要性能指标，例如灵敏度、噪声系数、增益、带宽等都达到了设计要求,如图５所示。美信公司ＭＡＸ２７０１是一款工作在ＩＳＭ频段的高性能高集成的接收机芯片。它直接给出了ＲＦ——基带的解决方案，大大简化了接收机的结构设计，缩短了产品开发周期，降低了成本。目前，在无线移动终端设备中得到了越来越广泛的应用。一种用于卫星接收机的射频前端的设计也在文中给出。主要围绕ＭＡＸ２７０１的应用介绍了该系统射频模块的设计和调试。对基带低通滤波器的设计仿真和实测结果取得了较好的一致性，并且接收机的其

8、它参数都达到了系统设计的指标要求。