一種移動(dòng)通信中頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)的射頻接收芯片及接收的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及電子通信領(lǐng)域，具體涉及一種移動(dòng)通信中頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)的射頻接收芯片及接收機(jī)。本實(shí)用新型提供一種移動(dòng)通信中頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)的射頻接收芯片，包括對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行幅度控制的射頻可變衰減器和電源管理模塊，射頻可變衰減器將射頻信號(hào)輸送到射頻低噪聲放大器，射頻低噪聲放大器將經(jīng)過(guò)放大的射頻信號(hào)輸送到寬頻帶混頻器，寬頻帶混頻器將射頻信號(hào)變?yōu)橹蓄l信號(hào)輸送到中頻功率放大器，中頻功率放大器將所述中頻信號(hào)進(jìn)行放大后輸出。本實(shí)用新型還提供了一種移動(dòng)通信中頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)的射頻接收機(jī)，包括移動(dòng)通信中頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)的射頻接收芯片。該接收機(jī)使用頻率范圍寬，相位噪聲低，能應(yīng)用于LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋且網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量好，同時(shí)能滿足收發(fā)通道線性度的要求。
【專利說(shuō)明】一種移動(dòng)通信中頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)的射頻接收芯片及接收機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及電子通信領(lǐng)域，具體涉及一種移動(dòng)通信中頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)的射頻接收 芯片及接收機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)中，隨著移動(dòng)通信的發(fā)展，用戶在大型建筑物，尤其是酒店、商務(wù)和商業(yè) 中心內(nèi)使用移動(dòng)電話所產(chǎn)生的話務(wù)量日益增加，統(tǒng)計(jì)表明70%的業(yè)務(wù)量、90%的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 發(fā)生在室內(nèi)，高價(jià)值商務(wù)客戶80 %的工作時(shí)間位于室內(nèi)，20 %的室內(nèi)覆蓋未來(lái)將帶來(lái)80 % 的收益，因此網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商要求能夠提供良好的室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)覆蓋。由于3G和4G LTE的部署頻 段主要以2GHz，2. 3GHz以及2. 6GHz的高頻段為主，其傳播特性較差、路徑損耗較大，導(dǎo)致覆 蓋距離短，存在的盲區(qū)多，因此對(duì)室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的需求更高。分布系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)覆蓋 的重要方式，其容量配置靈活，能適應(yīng)各種覆蓋場(chǎng)景需求。根據(jù)傳輸方式的不同，分布系統(tǒng) 可以分為射頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)，中頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)和數(shù)字基帶拉遠(yuǎn)系統(tǒng)三種。傳統(tǒng)的射頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)需 要較多的射頻電纜，因此布線施工困難，由于射頻電纜在高頻時(shí)的損耗很大，導(dǎo)致拉遠(yuǎn)距離 較短，一般小于60米，系統(tǒng)成本較高；數(shù)字基帶拉遠(yuǎn)系統(tǒng)采用光纖傳輸數(shù)字基帶信號(hào)，可以 進(jìn)行遠(yuǎn)距離5千米距離拉遠(yuǎn)，但其光纖網(wǎng)絡(luò)架設(shè)成本高，遠(yuǎn)端包括光收發(fā)系統(tǒng)，數(shù)字基帶系 統(tǒng)和射頻收發(fā)系統(tǒng)，導(dǎo)致硬件復(fù)雜，成本較高；中頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)將無(wú)線基站中的射頻收發(fā)部分 與基帶數(shù)字信號(hào)處理部分在模擬中頻處分開(kāi)，通過(guò)基站室內(nèi)單元的模擬中頻接口，將射頻 收發(fā)信機(jī)拉遠(yuǎn)至天線附近。中頻拉遠(yuǎn)技術(shù)采用中頻電纜或者五類線等介質(zhì)傳輸中頻信號(hào)， 所用的電纜數(shù)量大大減少，而且布線靈活方便，成本低廉，由于中頻信號(hào)在電纜中的損耗較 小，使得中頻拉遠(yuǎn)的距離較大，大于300米，極大的增加了組網(wǎng)的靈活性。中頻拉遠(yuǎn)技術(shù)在 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋中具有極大的實(shí)用價(jià)值。
[0003] 現(xiàn)有中頻拉遠(yuǎn)方案中的射頻收發(fā)機(jī)大多采用分立器件或者多款芯片組合來(lái)實(shí)現(xiàn)， 存在體積大，功耗大，一致性差，成本較高等缺點(diǎn)，不利于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)覆蓋的應(yīng)用。而市場(chǎng)上 已有的單芯片收發(fā)機(jī)的頻率范圍太窄，相位噪聲太高，無(wú)法應(yīng)用于LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋，且收發(fā)通 道的線性度太低，難以滿足實(shí)際需求，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量差。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)用新型提供了一種能更好地滿足移動(dòng)通信中頻 拉遠(yuǎn)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的芯片，該芯片頻率范圍寬，相位噪聲低，能應(yīng)用于LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋且網(wǎng)絡(luò) 覆蓋質(zhì)量好，同時(shí)能滿足收發(fā)通道線性度的要求。
[0005] 本實(shí)用新型是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種移動(dòng)通信中頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)的射頻接收 芯片，所述芯片包括對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行幅度控制的射頻可變衰減器和電源管理模塊，所述射 頻可變衰減器將射頻信號(hào)輸送到射頻低噪聲放大器，所述射頻低噪聲放大器將經(jīng)過(guò)放大的 射頻信號(hào)輸送到寬頻帶混頻器，所述寬頻帶混頻器將射頻信號(hào)變?yōu)橹蓄l信號(hào)輸送到中頻功 率放大器，所述中頻功率放大器將所述中頻信號(hào)進(jìn)行放大后輸出。
[0006] 進(jìn)一步地，所述寬頻帶混頻器與本振緩沖放大器、切換開(kāi)關(guān)和頻率綜合器按照順 序串聯(lián)連接。
[0007] 進(jìn)一步地，所述頻率綜合器為寬頻帶頻率綜合器。
[0008] 進(jìn)一步地，所述頻率綜合器與第一壓控振蕩器、第二壓控振蕩器和第三壓控振蕩 器并聯(lián)連接。
[0009] 進(jìn)一步地，所述頻率綜合器為雙模整數(shù)分頻結(jié)構(gòu)，所述雙模整數(shù)分頻結(jié)構(gòu)包括順 序連接的前置預(yù)分頻器、PS計(jì)數(shù)器、參考頻率分頻器、鑒頻鑒相器、電荷泵和鎖定檢測(cè)電路。
[0010] 進(jìn)一步地，所述頻率綜合器內(nèi)部設(shè)有壓控振蕩電路的自動(dòng)校準(zhǔn)電路，所述自動(dòng)校 準(zhǔn)電路校準(zhǔn)壓控振蕩電路的電容開(kāi)關(guān)陣列。
[0011] 本實(shí)用新型還提供了一種移動(dòng)通信中頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)的射頻接收機(jī)，所述射頻接收機(jī) 包括以上任一所述的移動(dòng)通信中頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)的射頻接收芯片。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，優(yōu)越效果在于：本實(shí)用新型提供的接收機(jī)芯片和接收機(jī)適用于 700MHz到2700MHz頻率范圍內(nèi)的射頻信號(hào)接收，特別適用于移動(dòng)通信中頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)的射頻 信號(hào)接收，芯片同時(shí)集成了接收通道和寬帶頻率綜合器（PLL)，滿足各種移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)要 求。芯片接收通道最小增益20dB，最大增益36dB，可以ldB/st印的步進(jìn)調(diào)節(jié)，最小噪聲系 數(shù)（NF)7dB，輸入三階互調(diào)點(diǎn)（IIP3)大于-8dBm，最高可達(dá)+8dBm。芯片內(nèi)部集成的PLL可 以提供頻率范圍在700M到2700MHz的高質(zhì)量本振信號(hào)：鑒相頻率5MHz，本振頻率2600MHz 時(shí)，頻偏lOKHz時(shí)，頻率綜合器的相位噪聲為-102dBc/Hz。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了高集成度、高 性能、低功耗、低成本、小型化的中頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)射頻接收機(jī)芯片。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型所述芯片的電路模塊圖。
[0014] 附圖標(biāo)記如下：
[0015] 1-中頻功率放大器,2-寬頻功率放大器，3-本振緩沖放大器，4-切換開(kāi)關(guān)，5-頻率 綜合器，6-第一壓控振蕩器，7-第二壓控振蕩器，8-第三壓控振蕩器，9-電源管理模塊，10-串行外圍接口，11-射頻可變衰減器，12-射頻低噪聲放大器。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0017]如圖1所示，具體說(shuō)明本實(shí)用新型提供的一種移動(dòng)通信中頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)的射頻接收 芯片，所述芯片包括對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行幅度控制的（ATT)射頻可變衰減器11，所述（ATT)射頻 可變衰減器11將射頻信號(hào)輸送到（LNA)射頻低噪聲放大器12,所述（ATT)射頻低噪聲放大 器12將經(jīng)過(guò)放大的射頻信號(hào)輸送到（Mixer)寬頻帶混頻器2,所述（Mixer)寬頻帶混頻器 2將射頻信號(hào)變?yōu)橹蓄l信號(hào)輸送到（IFPA)中頻功率放大器1，所述（IFPA)中頻功率放大器 1將所述中頻信號(hào)進(jìn)行放大后輸出，所述芯片包括電源管理模塊9。（Mixer)寬頻帶混頻器 2與（L0 Buffer)本振緩沖放大器3、（DIV1\DIV2)切換開(kāi)關(guān)4和（PLL)頻率綜合器5按照 順序串聯(lián)連接。所述（PLL)頻率綜合器5為寬頻帶頻率綜合器。所述（PLL)頻率綜合器5 與（VC01)第一壓控振蕩器6、（VC02)第二壓控振蕩器7和（VC03)第三壓控振蕩器8并聯(lián) 連接。所述（PLL)頻率綜合器5為雙模整數(shù)分頻結(jié)構(gòu)，所述雙模整數(shù)分頻結(jié)構(gòu)包括順序連 接的前置預(yù)分頻器、PS計(jì)數(shù)器、參考頻率分頻器、鑒頻鑒相器、電荷泵和鎖定檢測(cè)電路。所述 (PLL)頻率綜合器5設(shè)有壓控振蕩電路的自動(dòng)校準(zhǔn)電路，所述自動(dòng)校準(zhǔn)電路校準(zhǔn)壓控振蕩 電路的電容開(kāi)關(guān)陣列。本實(shí)用新型還提供了一種移動(dòng)通信中頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)的射頻接收機(jī)，所 述射頻接收機(jī)包括實(shí)施例中的所述的移動(dòng)通信中頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)的射頻接收芯片。所述接收機(jī) 結(jié)構(gòu)如附圖1所示，集成了（ATT)射頻可變衰減器11、（LNA)射頻低噪聲放大器12、(Mixer) 寬頻帶混頻器2和（IFPA)中頻功率放大器1 ;同時(shí)集成了（PLL)寬頻帶頻率綜合器5,覆蓋 頻率范圍700MHz到2700MHz以滿足移動(dòng)通信所有制式標(biāo)準(zhǔn)要求。接收機(jī)的控制通過(guò)SPI 接口 10進(jìn)行，芯片內(nèi)各模塊均有電源管理功能，用戶可根據(jù)實(shí)際需要通過(guò)SPI開(kāi)關(guān)相應(yīng)模 塊。接收通道采用一次變頻的接收機(jī)結(jié)構(gòu)，輸入射頻信號(hào)，射頻頻率為700MHz - 2700MHz，首 先通過(guò)（ATT)射頻可變衰減器11的電阻衰減網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行幅度控制，然后送到（LNA)射頻低噪 聲放大器12中進(jìn)行放大，再經(jīng)過(guò)（Mixer)寬頻帶混頻器2下變頻到中頻信號(hào)，頻率范圍為 30MHz - 400MHz，最后通過(guò)（IFPA)中頻功率放大器1進(jìn)行功率放大后輸出。本發(fā)明提供的 接收機(jī)由于第一級(jí)采用（ATT)射頻可變衰減器11進(jìn)行幅度控制，因此能夠處理較大的輸入 信號(hào)，提高了系統(tǒng)的線性度和動(dòng)態(tài)范圍。（ATT)射頻可變衰減器11采用數(shù)字信號(hào)控制衰減 量，最小衰減量為_(kāi)2dB，最大為-18dB，步進(jìn)為ldB/st??；（LNA)射頻低噪聲放大器12采用 兩級(jí)放大電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在700M-2700MHZ頻帶范圍內(nèi)增益大于20dB，噪聲系數(shù)小于4dB，采 用自適應(yīng)偏置電路提高線性度，使輸出ldB壓縮點(diǎn)高于15dBm ;由于下變頻器的線性度決定 了整個(gè)接收機(jī)的線性度，因此本實(shí)用新型采用無(wú)源（Mixer)寬頻帶混頻器2配合寬帶本振 信號(hào)緩沖器實(shí)現(xiàn)高線性度的下變頻器，輸入射頻頻率700M-2700MHZ，輸出中頻頻率可以在 30MHz-400MHz之間靈活選擇，變頻增益OdB，噪聲系數(shù)小于12dB，輸入ldB壓縮點(diǎn)為lldBm ; Mixer輸出的中頻信號(hào)由（IFPA)中頻功率放大器1進(jìn)行功率放大，增益18dB，輸出功率大 于18dBm。接收通道的所有模塊輸入輸出端口都采用匹配網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)50歐姆阻抗匹配，通道 整體增益20dB-36dB可調(diào)節(jié)，最大增益時(shí)噪聲系數(shù)7dB，輸出ldB壓縮點(diǎn)17dBm，輸入三階互 調(diào)點(diǎn)-8dBm，最小增益時(shí)噪聲系數(shù)23dB，輸出ldB壓縮點(diǎn)17dBm，輸入三階互調(diào)點(diǎn)+8dBm。為 了滿足移動(dòng)通信不同制式標(biāo)準(zhǔn)的要求，本實(shí)用新型接收機(jī)集成了高性能寬頻帶PLL頻率綜 合器產(chǎn)生（L0)本振信號(hào)，通過(guò)三個(gè)LC壓控振蕩器（VC0)和分頻器實(shí)現(xiàn)700MHz到2700MHz 的頻率覆蓋范圍。（PLL)頻率綜合器5采用雙模整數(shù)分頻結(jié)構(gòu)，集成了除8/9(Pre SCaler) 前置預(yù)分頻器、PS(PSc〇unter)計(jì)數(shù)器、（Rcounter)參考頻率分頻器、（PFD)鑒頻鑒相器， (CP)電荷泵和鎖定檢測(cè)電路。（PLL)實(shí)際輸出頻率由PScounter和Rcounter的設(shè)定值以 及（TCX0)晶振參考頻率決定，具體表達(dá)式如下：
[0018]

【權(quán)利要求】
1. 一種移動(dòng)通信中頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)的射頻接收芯片，其特征在于，所述芯片包括對(duì)射頻信 號(hào)進(jìn)行幅度控制的射頻可變衰減器（11)和電源管理模塊（9)，所述射頻可變衰減器（11)將 射頻信號(hào)輸送到射頻低噪聲放大器（12)，所述射頻低噪聲放大器（12)將經(jīng)過(guò)放大的射頻 信號(hào)輸送到寬頻帶混頻器（2)，所述寬頻帶混頻器（2)將射頻信號(hào)變?yōu)橹蓄l信號(hào)輸送到中 頻功率放大器（1)，所述中頻功率放大器（1)將所述中頻信號(hào)進(jìn)行放大后輸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述移動(dòng)通信中頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)的射頻接收芯片，其特征在于，所述寬 頻帶混頻器（2)與本振緩沖放大器（3)、切換開(kāi)關(guān)（4)和頻率綜合器（5)按照順序串聯(lián)連 接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述移動(dòng)通信中頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)的射頻接收芯片，其特征在于，所述頻 率綜合器（5)為寬頻帶頻率綜合器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述移動(dòng)通信中頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)的射頻接收芯片，其特征在于，所述頻 率綜合器（5)與第一壓控振蕩器（6)、第二壓控振蕩器（7)和第三壓控振蕩器（8)并聯(lián)連 接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述移動(dòng)通信中頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)的射頻接收芯片，其特征在于，所述頻 率綜合器（5)為雙模整數(shù)分頻結(jié)構(gòu)，所述雙模整數(shù)分頻結(jié)構(gòu)包括順序連接的前置預(yù)分頻 器、PS計(jì)數(shù)器、參考頻率分頻器、鑒頻鑒相器、電荷泵和鎖定檢測(cè)電路。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述移動(dòng)通信中頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)的射頻接收芯片，其特征在于，所述頻 率綜合器（5)內(nèi)部設(shè)有壓控振蕩電路的自動(dòng)校準(zhǔn)電路，所述自動(dòng)校準(zhǔn)電路校準(zhǔn)壓控振蕩電 路的電容開(kāi)關(guān)陣列。
7. -種移動(dòng)通信中頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)的射頻接收機(jī)，其特征在于，所述射頻接收機(jī)包括根據(jù) 權(quán)利要求1至6任一所述的移動(dòng)通信中頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)的射頻接收芯片。
【文檔編號(hào)】H04B1/16GK204145479SQ201420680118
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月11日
【發(fā)明者】萬(wàn)佳, 趙新強(qiáng), 李棟, 謝李萍, 萬(wàn)彬 申請(qǐng)人:北京愛(ài)潔隆技術(shù)有限公司, 萬(wàn)佳