射频收发芯片smi7035的原理与应用

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1、射频收发芯片SMI7035的原理与应用【提要】SMI7035是SierraMonolithics公司推出的一款符合IEEE802.16规范的2.3～2.7GHz，3.3～3.8GHz双频段射频收发芯片，用来设计开发WiMAX设备和产品，文中介绍了SMI7035的主要功能、结构及典型应用电路。１　引言WiMAX全称WorldInteroperabilityforMicrowaveAccess，即全球微波接入互操作性。WiMAX的另一个名字是IEEE802.16标准，或广带无线接入(BroadbandWirelessAccess，BWA)标准。它是一项无线城域网

2、技术，是针对微波和毫米波频段提出的一种新的空中接口标准。SierraMonolithics公司推出的双频段单片收发器SMI7035，适用于面向BWA应用的低成本CPE（用户终端设备），支持WiMAX产品。2　芯片主要性能特点[1]●工作频带范围：3.3～3.8GHz或2.3～2.7GHz。●高接收灵敏度（-100dBm），并且具有不小于75db的增益控制。●发送器提供55dB的增益控制范围。●双频段转换；●集成两个频率合成器小数分频频率合成器：频率间隔为125kHz，转换时间小于90μs。整数分频频率合成器：频率间隔为2MHz，转换时间小于90μs。●通过串

3、行接口（SPI）与控制微处理器的接口进行连接；可以灵活配置收发频率等参数。●电压供电采用+5V和+3.3V。●1.73瓦的低功耗设计。●提供接收信号强度指示（RSSI）。●采用48pinQFN封装，外形尺寸只有7×7mm。3芯片内部结构SMI7035芯片主要分为接收机，发射机，接收信号强度指示电路，频率合成器等几个部分。3.1接收机部分接收机采用二次变频的外差式方案，首先，射频信号由管脚RX_RF进入，通过低噪声放大器，利用带通滤波器滤波后，进入镜频抑制混频器，与来自小数频率合成器的本振信号混频，得到高中频信号（高中频信号频率等于接收信号频率和本振频率的差）

4、，由片外的声表面波滤波器选出稳定的456MHz高中频信号，稳定的高中频信号进入第二个镜频抑制混频器与来自整数分频频率合成器的本振信号混频，由滤波器滤波后选出低中频信号（频带为32～62MHz，频率间隔为2MHz），经过放大，滤波，自动增益控制，通过管脚RX_IF_P和RX_IF_N差分输出[2]。3.2发射机部分发送的数据由TX_IF_P和TX_IF_N两引脚进入芯片,通过放大器后，进入镜频抑制混频器与来自整数分频频率合成器的本振信号混频，通过片外的声表面波滤波器滤波后得到中频信号，中频信号进入片内镜频抑制混频器与来自小数分频频率合成器的本振信号混频，得到发

5、射信号，经过增益控制，高功率放大器放大后的射频信号最终被调制到3.3～3.8GHz或2.3～2.7GHz，由管脚TX_RF输出到天线发射出去。3.3接收信号强度指示电路（RSSI）接收信号强度指示器的输出电压是对中频信号进行处理得到的直流电压，其电压大小和接收到的信号强弱成正比。RSSI信号可用作故障检测、收发中的握手信号以及射频通道的选择信号。3.4频率合成器频率合成器由整数分频频率合成器和小数分频频率合成器组成。3.4.1整数分频频率合成器（基于电荷泵锁相环）图1整数分频频率合成器结构在锁相环路输入端无信号输入时，压控振荡器按固有频率运行，当环路输入端有

6、信号输入时，鉴频鉴相器对输入信号的相位和压控振荡器输出信号的相位进行比较，然后输出一个代表两信号相位差的误差信号。鉴频鉴相器输出信号将控制电荷泵电路对环路低通滤波器充放电以形成对压控振荡器的控制电压，该控制电压与鉴相误差成正比，从而迫使压控振荡器的相位(频率)朝减小鉴相误差的方向改变。最终当锁相环鉴相输出误差为零时，就表示锁相环路进入锁定状态。此处的分频器的分频值是整数，所以叫整数分频频率合成器。整数分频频率合成器输出信号的频率一定是参考输入信号频率的整数倍，输出信号之间的最小频率间隔等于参考输入信号的频率，而这一点也正是整数频率合成器的局限所在[3]。3.

7、4.2∑-△调制小数分频锁相频率合成器[4-5].图2小数分频锁相频率合成器结构图2中N代表分频比的整数部分，F代表分频比的小数部分。小数分频频率合成器的输出信号频率不必是参考信号频率的整数倍，而可以是参考信号频率的小数倍，输出信号的最小频率间隔由参考信号频率和小数分频频率合成器的分辨位数决定。与整数频率合成器相比,小数频率合成器可以采用频率较高的参考信号,从而获得较大的系统环路带宽和较小的调整时间,同时,也可以得到较高精度的输出频率；另一方面,理论上,保持输出信号频率不变的情况下,提高参考信号的频率,可以有效地降低输出信号的相位噪声,而小数频率合成器可以使

8、用较高频率的参考信号,因此,可以获得更好的相位噪声性