개요: 이 애플리케이션 노트에서는 Maxim의 TDD-WCDMA 송수신기 솔루션의 블록 다이어그램을 살펴본다. 이 직접 변환 수신기는 SAW 필터 한 개를 절약할 수 있는 장점이 있다. 고속의 DC 오프셋 소거 기능으로는 안정화 시간을 단축시킬 수 있다. 동작 주파수 범위는 1900MHz ~ 1920MHz이다. 송신기는 7.5% 이상의 EVM 성능을 갖고 있다.
개요
TDD-WCDMA(시분할 듀플렉스 - 광대역 코드 분할 다중 접속)는 3GGP에 의해 채택된 제 3 세대(3G) 셀룰러폰 표준이다. 2.0GHz, 1.9GHz 및 800MHz 등 다수의 주파수 대역이 이 용도로 할당되어 있다.
TDD-WCDMA가 시분할 듀플렉스 방식을 사용하고 Tx-Rx(송신-수신) 주파수 분할이 불필요하므로, 이 방식은 주파수에 대한 제한이 있는 지역에서 주파수 대역의 가용성 면에서 유연성이 훨씬 뛰어나다.
단말기의 RF부에서, TDD-WCDMA의 RF는 고속의 안정화 시간, 높은 동적 범위, 적은 전류 소모, 그리고 높은 선형성을 송신기와 수신기 회로 모두에서 요구하고 있다. Maxim의 zero-IF 칩셋은 TDD-WCDMA 단말기 시장에서 가능한 최고의 성능, 최소의 회로 크기, 그리고 가장 저렴한 솔루션을 제공한다. 그림 1의 블록 다이어그램은 그 전형적인 응용 예를 보여준다.
그림 1.
송신기
MAX2395는 WCDMA/UMTS 송신기 회로에서 사용되는 완전 모놀리틱 준 직접(quasi-direct) 변조기 IC이다. 준 직접 변조 회로 구조는 IF SAW 필터, IF VCO 및 IF 신서사이저 블록을 사용하는 송신기에 비해 시스템 구성 비용, 부품 수 및 보드 공간을 모두 줄일 수 있다. 이 제품은 I/Q 베이스밴드 필터, VGA 기능이 있는 IF I/Q 변조기, PLL 기능이 있는 완전 모놀리틱 VCO, VGA 기능이 있는 상향변환 믹서, 그리고 전원 증폭기 드라이버 등을 내장하고 있다. 또한 다음과 같은 기능들을 갖고 있어 TDD-WCDMA용 송신기로서 이상적이다.
주파수 범위: 1900MHz ~ 1920MHz
출력 +8dBm (ACPR: -45dBc)
전원 제어 범위: 82dB (최소)
온칩 RF PLL, 완전 모놀리틱 VCO 및 탱크 회로 포함
반송파 억제율: 30dBc (최소)
측대역 억제율: 35dBc (최소)
IF SAW 필터 불필요
POUT: +8dBm ~ -44dBm에 대해 EVM ≤ 7.5%
파워 다운 모드 중 전원 잡음 감소
리드리스, 5mm x 5mm, 28핀 QFN 패키지로 제공
전력 증폭기
중간 정도의 출력 시 효율을 개선하기 위해 PA 전원 공급 회로인 VCC PA는 저전압강하 스위칭 레귤레이터 MAX1821을 사용하여 낮은 전압으로 구동된다.
수신기
MAX2393은 3GPP TDD-WCDMA 애플리케이션용의 완전 통합형 직접 변환 수신기이다. 이 제품은 안테나에서 베이스밴드 I/Q 출력까지의 완전한 수신기 솔루션을 제공하여 외장 IF SAW 필터 및 외부 Rx LO를 생성/합성할 필요가 없다. MAX2393에서는 채널 대역폭 선택(1.92MHz/0.64MHz)이 온칩으로 전자적으로 이루어진다. 이 제품은 초 저전력 LNA가 온칩 출력 매칭 회로 및 2단계 이득 모드 선택 기능 등과 결합되어 있는 형태를 하고 있다. Zero-IF 복조기는 최상의 입력 IP2 및 수신기 입력 상의 LO 누설 최소화를 위해 차동 회로 토폴로지를 사용하고 있다. 채널 선택은 수신기의 베이스밴드 회로부에서 완전히 이루어지고 온칩 저대역통과 필터를 사용한다. I/Q 베이스밴드 채널에서의 DC 오프셋 소거는 AGC 회로부에 연결되어 있는 DC 서보 루프를 사용하여 완전히 온칩으로 수행된다. 큰 값의 DC 오프셋 변동에 대해서는 DC 오프셋 소거 회로의 시정수 자동 최적화를 통해 매우 빠른 안정화 속도를 구현하였다. MAX2393의 핵심 기능들은 다음과 같다.
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