AD8347: 0.8 ～ 2.7 GHz、ダイレクト・コンバージョン直交復調器

ダイレクト・コンバージョン直交復調器

AD8347

特長

RF／ベースバンド AGC アンプ内蔵 直交位相精度：1°（typ） I/Q 振幅バランス：0.3 dB（typ） 3 次インターセプト（IIP3）：+11.5 dBm（最小ゲイン） ノイズ指数：11 dB（最大ゲイン） AGC レンジ：69.5 dB ベースバンド・レベル制御回路 低LO 駆動：−8 dBm ADC 互換の I/Q 出力 単電源：2.7～5.5 V パワーダウン・モード 28 ピン TSSOP パッケージ

アプリケーション

携帯電話基地局 無線リンク ワイヤレス・ローカル・ループ IF ブロードバンド復調器 RF 計測器 衛星モデム

機能ブロック図

RFIN VREF RFIP VPS2 IMXO COM3 IOPP IOFS IOPN VCMO VPS1 LOIN IAIN COM2 VDT2 QMXO QOPP QOFS QOPN VAGC COM3 VGIN ENBL LOIP COM1 VDT1 QAIN VPS3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 AD8347 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 PHASE SPLITTER PHASE SPLITTER GAIN CONTROL DET BIAS 02675-001 図1.

概要

AD83471_{は、RF／ベースバンド自動ゲイン制御（AGC）アンプ} を備えたブロードバンドのダイレクト・コンバージョン直交復調 器です。ベースバンド周波数へ直接直交復調を行い、多くの通信 用レシーバで使用することができます。入力周波数範囲は 800 MHz～2.7 GHz で、出力は AD9201 や AD9283 などのよく使用さ れているA/D コンバータ（ADC）に直接接続できます。 出力レベルを維持するために、AGC ループにはベースバンド・ レベル検出器が組み込まれています。復調器のDC オフセットは 内部ループによって最小化されますが、その時定数は外付けコン デンサの値で制御できます。外部から電圧をオフセットのゼロ調 整ピンに印加すれば、オフセット制御を外部から制御することも できます。 RF 入力信号は、2 段の可変ゲインアンプを通ってから、2 つのギ ルバート・セル・ミキサーに送られます。多相フィルタを使用し たLO 直交位相スプリッタにより、動作周波数範囲の全域で高い 直交精度と振幅バランスを実現します。ミキサーのベースバンド 出力の後に、独立したI チャンネルと Q チャンネルの可変ゲイ ンアンプが続きます。RF アンプとベースバンド・アンプ全体で 69.5 dB のゲイン制御が可能です。高精度の制御回路によって、 ゲイン制御電圧に対しデシベル・リニアのRF ゲイン特性が得ら れます。 このベースバンド可変ゲインアンプからの出力は、いったん外部 でフィルタ処理の後に、最終増幅が行われます。各出力アンプの 前にチャンネル選択フィルタを挿入することで、高レベルのチャ ンネル外干渉を除去できます。付加された内部回路により、ベー スバンド出力でDC コモンモード・レベルを設定することもでき ます。 1_{米国特許交付済みおよび申請中。}

目次

特長... 1 アプリケーション... 1 機能ブロック図... 1 概要... 1 改訂履歴... 2 仕様... 3 絶対最大定格... 5 ESD に関する注意 ... 5 ピン配置と機能の説明... 6 代表的な性能特性... 8 RF アンプと復調器 ... 8 ベースバンド出力アンプ...11 RF アンプ／復調器とベースバンド出力アンプ... 12 等価回路... 14 動作原理... 16 RF 可変ゲインアンプ（VGA）... 16 ミキサー... 16 ベースバンド可変ゲインアンプ... 16 出力アンプ... 16 LO と位相スプリッタ... 16 出力レベル検出器... 17 バイアス... 17 アプリケーション... 18 基本的な接続... 18 RF 入力とマッチング ... 18 LO 駆動のインターフェース ... 18 VGA の動作 ... 19 ミキサーの出力レベルと駆動能力... 19 AGC モードでの VGA の動作 ... 19 AGC 動作点の変更... 20 ベースバンド・アンプ... 20 容量性負荷の駆動... 21 外部ベースバンド増幅... 21 フィルタ設計の留意点... 21 DC オフセット補償... 22 評価用ボード... 23 外形寸法... 26 オーダー・ガイド... 26

改訂履歴

10/05—Rev. 0 to Rev. A Updated Format... Universal Change VGIN to VVGIN... Universal Changes to Figure 46...19

Changes to Figure 48 ...21

Changes to Figure 49 and Figure 50 ...22

Changes to Ordering Guide ...27

仕様

VS＝5 V、TA＝25°C、FLO＝1.9 GHz、VVCMO＝1 V、FRF＝1.905 GHz。特に指定のない限り、PLO＝−8 dBm、RLOAD＝10 kΩ、dBm は 50 Ω 基準。

表1.

Parameter Conditions Min Typ Max Unit

OPERATING CONDITIONS

LO/RF Frequency Range 0.8 2.7 GHz

LO Input Level −10 0 dBm

VGIN Input Level 0.2 1.2 V

VSUPPLY (VS) 2.7 5.5 V

Temperature Range −40 +85 °C

RF AMPLIFIER/DEMODULATOR From RFIP/RFIN to IMXO and QMXO (IMXO/QMXO load > 1 kΩ)

AGC Gain Range 69.5 dB

Conversion Gain (Max) VVGIN＝0.2 V (max gain) 39.5 dB

Conversion Gain (Min) VVGIN＝1.2 V (min gain) −30 dB

Gain Linearity VVGIN＝0.3 V to 1 V ±2 dB

Gain Flatness FLO＝0.8 GHz to 2.7 GHz, FBB＝1 MHz +0.7 dB p-p

Input P1 dB VVGIN＝0.2 V −30 dBm

VVGIN＝1.2 V −2 dBm

Third-Order Input Intercept (IIP3) FRF1＝1.905 GHz, +11.5 dBm

FRF2＝1.906 GHz, –10 dBm each tone, (min gain)

Second-Order Input Intercept (IIP2) FRF1＝1.905 GHz, +25.5 dBm

FRF2＝1.906 GHz, −10 dBm each tone, (min gain)

LO Leakage (RF) At RFIP −60 dBm

LO Leakage (MXO) At IMXO/QMXO −42 dBm

Demodulation Bandwidth −3 dB +90 MHz

Quadrature Phase Error FRF＝1.9 GHz −3 ±1 +3 degree

I/Q Amplitude Imbalance FRF＝1.9 GHz +0.3 dB

Noise Figure Max Gain 11 dB

Mixer AGC Output Level See Figure 34 24 mV p-p Baseband DC Offset At IMXO/QMXO, max gain (corrected, REF to VREF) 2 mV Mixer Output Swing Level at which IMD3＝45 dBc

RLOAD＝200 Ω 65 mV p-p

RLOAD＝1 kΩ 65 mV p-p

Mixer Output Impedance 3 Ω

BASEBAND OUTPUT AMPLIFIER From IAIN to IOPP/IOPN and QAIN to QOPP/QOPN RLOAD＝10 kΩ

Gain 30 dB

Bandwidth −3 dB (see Figure 22) 65 MHz

Output DC Offset (Differential) (VIOPP – VIOPN) −200 ±50 +200 mV

Common-Mode Offset (VIOPP + VIOPN)/2 − VVCMO −40 ±5 +40 mV

Group Delay Flatness 0 MHz to 50 MHz +1.8 ns p-p Second-Order Intermod. Distortion FIN1＝5 MHz, FIN2＝6 MHz, VIN1＝VIN2＝8 mV p-p −49 dBc

Third-Order Intermod. Distortion FIN1＝5 MHz, FIN2＝6 MHz, VIN1＝VIN2＝8 mV p-p −67 dBc

Input Bias Current +2 µA

Input Impedance 1||3 MΩ||pF

Output Swing Limit (Upper) VS − 1.3 V

Parameter Conditions Min Typ Max Unit

CONTROL INPUT/OUTPUTS

VCMO Input @ VS＝2.7 V 1 V

@ VS＝5 V 0.5 1 2.5 V

Gain Control Input Bias Current VGIN <1 µA Offset Input Overriding Current IOFS, QOFS 10 µA

VREF Output RLOAD＝10 kΩ 0.95 1.00 1.05 V

RESPONSE FROM RF INPUT TO FINAL BB AMP

IMXO and QMXO connected directly to IAIN and QAIN, respectively

Gain @ VVGIN＝0.2 V 65.5 69.5 72.5 dB

Gain @ VVGIN＝1.2 V −3 +0.5 +4 dB

Gain Slope −96.5 −89 −82.5 dB/V

Gain Intercept Linear extrapolation back to theoretical value at VGIN＝0 88 94 101 dB LO/RF INPUT (See Figure 30 through Figure 33 for more detail)

LOIP Input Return Loss Measuring LOIP LOIN, ac-coupled to ground with 100 pF. −4 dB Measuring through evaluation board balun with termination −9.5 dB

RFIP Input Return Loss RFIP input pin −10 dB

ENABLE

Power-Up Control Low＝standby 0 0.5 V

Power-Up Control High＝enabled +VS − 1 +VS V

Power-Up Time Time for final BB amps to be within 90% of final amplitude

@ VS＝5 V 20 µs

@ VS＝2.7 V 10 µs

Power-Down Time Time for supply current to be <4 mA

@ VS＝5 V 30 µs

@ VS＝2.7 V 1.5 ms

POWER SUPPLIES VPS1, VPS2, VPS3

Voltage 2.7 5.5 V

Current (Enabled) @ 5 V 48 64 80 mA

Current (Standby) @ 5 V 400 µA

絶対最大定格

表2.

Parameter Rating Supply Voltage VPS1, VPS2, VPS3 5.5 V

LO and RF Input Power 10 dBm Internal Power Dissipation 500 mW

θJA 68°C/W

Maximum Junction Temperature 150°C Operating Temperature Range −40°C to +85°C Storage Temperature Range −65°C to +150°C Lead Temperature (Soldering 60 sec) 300°C

左記の絶対最大定格を超えるストレスを加えると、デバイスに恒 久的な損傷を与えることがあります。この規定はストレス定格の みを指定するものであり、この仕様の動作セクションに記載する 規定値以上でのデバイス動作を定めたものではありません。デバ イスを長時間絶対最大定格状態に置くと、デバイスの信頼性に影 響を与えることがあります。

ESDに関する注意

ESD（静電放電）の影響を受けやすいデバイスです。人体や試験機器には 4,000V もの高圧の静電気が容易に蓄積され、 検知されないまま放電されることがあります。本製品は当社独自のESD 保護回路を内蔵してはいますが、デバイスが 高エネルギーの静電放電を被った場合、回復不能の損傷を生じる可能性があります。したがって、性能劣化や機能低 下を防止するため、ESD に対する適切な予防措置を講じることをお勧めします。

ピン配置と機能の説明

RFIN IMXO COM3 IOPP IOPN VCMO VPS1 LOIN IAIN COM2 QMXO QOPP QOPN VAGC COM3 LOIP COM1 VDT1 QAIN VPS3 VREF RFIP VPS2 IOFS VDT2 QOFS VGIN ENBL 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 AD8347 TOP VIEW (Not to Scale) 12 13 14 02675-002 図2. 28 ピン TSSOP のピン配置 表3. ピン機能の説明 ピン番号 記号 等価回路 説明 1, 28 LOIN, LOIP A LO 入力。最適な性能を得るため、これらの入力は差動駆動してください。代表的な入力駆動レベルは−8 dBm です。50 Ω 信号源へのマッチングを改善するには、LOIP と LOIN の間に 200 Ω のシャント抵抗を接 続してください。シングルエンド駆動も可能ですが、LO リークが若干増加します。 2 VPS1 LO 部の正側電源。0.1 µF と 100 pF のコンデンサで VPS1 をデカップリングしてください。

3, 4 IOPN, IOPP B I チャンネルの差動ベースバンド出力。出力差動振幅公称値は、AGC モードで 760 mV p-p になります。 これらのピンのコモンモード・レベルは、VCMO の電圧によって設定します。

5 VCMO C ベースバンド・アンプのコモンモード電圧。ベースバンド・アンプの出力コモンモード・レベルは、この ピンに印加される電圧によって設定されます。このピンは、VREF（14 番ピン）や他のデバイス（一般に ADC）のリファレンス電圧端子に接続することができます。

6 IAIN D I チャンネルのベースバンド・アンプ入力。高い入力インピーダンスを持つこのピンは、VREF（約 1 V） にバイアスしてください。IAIN を IMXO に直接接続する場合、バイアスは IMXO が行います。IMXO と IAIN の間に AC 結合のフィルタを挿入する場合、VREF から 1 kΩ の抵抗を通してこのピンをバイアスで きます。IAIN から差動出力 IOPN/IOPP までのゲインは 30 dB です。 7, 23 COM3 バイアス部とベースバンド部のグラウンド。 8, 22 IMXO, QMXO B I チャンネルと Q チャンネルのベースバンド・ミキサー／VGA 出力。VREF と同じバイアス・レベルを持つ低 インピーダンス出力です。一般にIMXO と QMXO は、直接またはフィルタ経由で、それぞれ IAIN と QAIN に 接続します。これらの出力は、最大約1.5 mA で電流制限されます。これによって 200 Ω 負荷に対する 600 mV p-p の振幅が可能になります。これは、39.5 dB の最大ゲインにおける−40 dBm の入力レベルに相当します。さらに 低い出力レベルでは、同じ電流制限であっても、IMXO と QMXO はもっと小さな負荷抵抗でも駆動できます。 9 COM2 RF 部のグラウンド。

10, 11 RFIN, RFIP E RF 入力。RFIN はグラウンドに AC 結合する必要があります。RF 入力信号は、RFIP に AC 結合してくだ さい。ブロードバンドの50 Ω 入力インピーダンスの場合、RFIP カップリング・コンデンサの信号源側と グラウンドの間に200 Ω の抵抗を接続します。なお、RFIN と RFIP は入れ替えできる差動入力ではありま せん。RFIN は、この入力系のグラウンド・リファレンスになります。

12 VPS2 RF 部の正側電源。0.1 µF と 100 pF のコンデンサで VPS2 をデカップリングしてください。

13, 16 IOFS, QOFS F I チャンネルと Q チャンネルのオフセットのゼロ調整入力。I チャンネルと Q チャンネルのミキサー出力 （IMXO、QMXO）の DC オフセットをゼロ調整するには、これらのピンとグラウンドの間に 0.1 µF コン デンサを接続してください。あるいは、これらのピンに約1 V の電圧を印加すると、オフセット補償回路 が無効になります。 14 VREF G リファレンス電圧出力。この出力電圧（1 V）はデバイスのメイン・バイアス・レベルで、これを使って ベースバンド・アンプの入力と出力を外部的にバイアスすることができます。VREF ピンは、0.1 μF コン デンサでグラウンドにデカップリングします。 15 ENBL H チップ・イネーブル入力。アクティブ・ハイ。

17 VGIN C ゲイン制御入力。RF VGA とベースバンド VGA のゲインは、このピンの電圧によって制御されます。ゲ イン制御は、すべてのVGA に同時に適用されます。ゲイン制御電圧範囲は 0.2～1.2 V であり、+39.5～−30 dB のゲイン・レンジに対応します。これはベースバンド VGA の出力（つまり、QMXO と IMXO）への ゲインです。ベースバンド・アンプには、さらに30 dB のゲインがあります。なお、ゲイン制御機能は電 圧と逆の制御になっています（つまり、制御電圧が増大するとゲインが減少します）。AGC モードでは、 このピンをVAGC に直接接続してください。

ピン番号 記号 等価回路 説明

18, 20 VDT2, VDT1 D 検出器入力。これらのピンは内蔵の検出器への入力です。高い入力インピーダンスを持つVDT2 と VDT1 は、通常それぞれIMXO と QMXO に接続します。

19 VAGC I AGC 出力。このピンは内蔵検出器からの電圧を出力します。AGC モードでは、このピンを VGIN に直接 接続してください。

21 VPS3 バイアス部とベースバンド部の正側電源。0.1 µF と 100 pF のコンデンサで VPS3 をデカップリングしてく ださい。

24 QAIN D Q チャンネルのベースバンド・アンプ入力。この高入力インピーダンス・ピンは、VREF（約 1 V）にバ イアスしてください。QAIN を QMXO に直接接続する場合、バイアスは QMXO が行います。QMXO と QAIN の間に AC 結合のフィルタを挿入する場合、VREF から 1 kΩ の抵抗を通してこのピンをバイアスで きます。QAIN から差動出力 QOPN/QOPP までのゲインは 30 dB です。 25, 26 QOPP, QOPN B Q チャンネルの差動ベースバンド出力。代表的な出力振幅は、760 mV p-p 差動になります。これらのピン のコモンモード・レベルは、VCMO の電圧によって設定されます。 27 COM1 LO 部のグラウンド。 RFIN VREF RFIP VPS2 IMXO COM3 IOPP IOFS IOPN VCMO VPS1 LOIN IAIN COM2 QOPN COM3 VGIN ENBL LOIP COM1 VPS3 AD8347 PHASE SPLITTER 1 BIAS CELL DET 1 VREF VREF GAIN CONTROL

INTERFACE DET 2 VREF

VCMO PHASE

SPLITTER 2

VCMO

VDT2 QMXOQOFS QOPP

VAGC VDT1 QAIN _02675-003 4 6 13 8 14 21 12 2 15 10 11 17 20 19 18 22 16 24 25 26 27 23 9 7 1 28 5 3 図3. ブロック図

代表的な性能特性

RFアンプと復調器

VVGIN(V) –35 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2–12 M IXER GAIN ( d B) LINE ARITY E R R O R (dB) –30 –25 –20 –15 –10 –5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 –10 –8 –6 –4 –2 0 2 4 6 8 10 12 14 T_A = –40°C T_A = +85°C T_A = +25°C T_A = +25°C T_A = +85°C T_A = –40°C 02675-013 図4. VVGIN 対 ゲインおよび直線性誤差 （VS＝5 V、FLO＝1900 MHz、FBB＝1 MHz） V_VGIN(V) –35 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2–10 MIXER GAIN ( d B) LINE ARITY E RROR (dB) –30 –25 –20 –15 –10 –5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 –8 –6 –4 –2 0 2 4 6 8 10 12 14 T_A = –40°C T_A = +25°C T_A = +25°C T_A = +85°C T_A = –40°C T_A = +85°C 02675-014 図5. VVGIN 対 ゲインおよび直線性誤差 （VS＝2.7 V、FLO＝1900 MHz、FBB＝1 MHz） RF FREQUENCY (MHz) 800 GAIN ( d B) 2400 2600 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 VS = 2.7V, TA = –40°C V_S = 2.7V, T_A = +25°C VS = 2.7V, TA = +85°C VS = 5V, TA = –40°C V_S = 5V, T_A = +25°C VS = 5V, TA = +85°C 02675-015 図6. FLO 対 ゲイン（VVGIN＝0.2 V、FBB＝1 MHz） RF FREQUENCY (MHz) 800 GAIN ( d B) 2400 2600 –1.0 –0.5 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 VS = 2.7V, TA = +25°C V_S = 2.7V, T_{A = –40°C V} S = 5V, TA = +25°C VS = 5V, TA = –40°C VS = 5V, TA = +85°C V_S = 2.7V, T_A = +85°C 02675-016 図7. FLO 対 ゲイン（VVGIN＝0.7 V、FBB＝1 MHz） RF FREQUENCY (MHz) 800 GAIN ( d B) 2400 2600 –37 –36 –35 –34 –33 –32 –31 –30 –29 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 –28 –27 VS = 2.7V, TA = +85°C V_S = 2.7V, T_A = –40°C V_S = 5V, T_A = +25°C VS = 5V, TA = –40°C VS = 5V, TA = +85°C V_S = 2.7V, T_A = +25°C 02675-017 図8. FLO 対 ゲイン（VVGIN＝1.2 V、FBB＝1 MHz） BASEBAND FREQUENCY (MHz) 1 GAIN ( d B) 100 30 31 32 33 34 35 36 37 38 10 39 40 41 42 VS = 2.7V, TA = +25°C V_S = 2.7V, T_A = –40°C V_S = 5V, T_A = +25°C VS = 5V, TA = –40°C VS = 5V, TA = +85°C VS = 2.7V, TA = +85°C 02675-018 図9. FBB 対 ゲイン（VVGIN＝0.2 V、FLO＝1900 MHz）

BASEBAND FREQUENCY (MHz) 1 GAIN ( d B) 100 –5 –4 –3 –2 –1 0 1 2 3 10 4 5 6 7 8 9 10 V_S = 2.7V, T_A = +85°C VS = 2.7V, TA = –40°C V_S = 5V, T_A = +25°C VS = 5V, TA = –40°C V_S = 5V, T_A = +85°C VS = 2.7V, TA = +25°C 02675-019 図10. FBB 対 ゲイン（VVGIN＝0.7 V、FLO＝1900 MHz） BASEBAND FREQUENCY (MHz) 1 10 100 GAIN ( d B) –33 –32 –31 –30 –29 –28 –27 –26 –25 –35 –34 VS = 2.7V, TA = +85°C VS = 2.7V, TA = –40°C V_S = 5V, T_A = +25°C VS = 5V, TA = –40°C V_S = 5V, T_A = +85°C VS = 2.7V, TA = +25°C 02675-020 図11. FBB 対 ゲイン（VVGIN＝1.2 V、FLO＝1900 MHz） V_VGIN (V) 0.2 1.2 –35 INPUT P1dB (dBm) –30 –10 –5 0 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 –25 –20 –15 VS = 2.7V, TA = +85°C V_S = 2.7V, T_A = –40°C V_S = 5V, T_A = –40°C V_S = 2.7V, T_A = +25°C VS = 5V, TA = +25°C VS = 5V, TA = +85°C 02675-021 図12. VVGIN 対 入力 1 dB 圧縮ポイント（OP1 dB） （FLO＝1900 MHz、FBB＝1 MHz） RF FREQUENCY (MHz) IIP3 ( d Bm) 5 6 12 7 8 9 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 13 14 15 10 11 VS = 2.7V, TA = +85°C VS = 2.7V, TA = –40°C V_S = 5V, T_A = +25°C VS = 5V, TA = –40°C VS = 2.7V, TA = +25°C V_S = 5V, T_A = +85°C 02675-022 図13. FLO 対 IIP3（VVGIN＝1.2 V、FBB＝1 MHz） RF FREQUENCY (MHz) IIP3 ( d Bm) –30 –28 –16 –26 –24 –22 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 –14 –12 –10 –20 –18 VS = 2.7V, TA = +85°C VS = 2.7V, TA = –40°C VS = 5V, TA = +25°C VS = 5V, TA = –40°C VS = 2.7V, TA = +25°C V_S = 5V, T_A = +85°C 02675-023 図14. FLO 対 IIP3（VVGIN＝0.2 V、FBB＝1 MHz） BASEBAND FREQUENCY (MHz) IIP3 ( d Bm) 10 0 5 10 100 15 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 11 12 14 13 VS = 2.7V, TA = +85°C VS = 2.7V, TA = –40°C VS = 5V, TA = +25°C VS = 5V, TA = –40°C V_S = 2.7V, T_A = +25°C VS = 5V, TA = +85°C 02675-024 図15. FBB 対 IIP3（VVGIN＝1.2 V、FLO＝1900 MHz）

BASEBAND FREQUENCY (MHz) IIP3 ( d Bm) –34 0 5 10 100 –24 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 –32 –30 –26 –28 –22 –20 –18 –16 –14 –12 –10 V_S = 2.7V, T_A = +85°C VS = 2.7V, TA = –40°C VS = 5V, TA = +25°C V_S = 5V, T_A = –40°C VS = 2.7V, TA = +25°C VS = 5V, TA = +85°C 02675-025 図16. FBB 対 IIP3（VVGIN＝0.2 V、FLO＝1900 MHz） RF FREQUENCY (MHz) 800 20 IIP2 ( d Bm) 40 25 35 30 45 50 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 02675-026 LO FREQUENCY (MHz) 800 10.0 図17. FLO 対 IIP2（VVGIN＝1.2 V、ベースバンド・トーン 1 ＝5 MHz、−10 dBm、ベースバンド・トーン 2＝6 MHz、 −10 dBm、温度＝25°C、VS＝5 V） NOIS E FIGURE (dB) 12.0 10.5 11.5 11.0 12.5 13.0 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 VS = 2.7V VS = 5V 02675-027 図18. LO 周波数（FLO） 対 ノイズ指数（温度＝25°C、 VVGIN＝0.2 V、FBB＝1 MHz） VVGIN (V) NOIS E FIGURE (dB) 0.2 40 10 30 20 50 60 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 70 –30 –25 –20 –15 –10 –5 0 5 10 15 V_S = 2.7V VS = 2.7V V_S = 5V 0 IIP3 V_S = 5V 02675-028 図19. VVGIN 対 ノイズ指数および IIP3 （温度＝25°C、FLO＝1900 MHz、FBB＝1 MHz） LO INPUT LEVEL (dBm)

QUADRATURE PHASE ERROR (Degrees)

–20 –0.5 –2.0 –1.0 –1.5 0 0.5 –18 –16 –14 –12 –10 –8 –6 –4 1.0 –2.5 –2 1.5 2.0 2.5 LO FREQUENCY = 1900MHz LO FREQUENCY = 2700MHz LO FREQUENCY = 800MHz 0 02675-029 図20. LO パワー・レベル 対 直交誤差 （温度＝25°C、VVGIN＝0.2 V、VS＝5 V） LO INPUT LEVEL (dBm) NOIS E FIGURE (dB) –20 11.0 9.5 10.5 10.0 11.5 12.0 –18 –16 –14 –12 –10 –8 –6 –4 12.5 9.0 –2 13.0 13.5 14.0 1900MHz 2700MHz 800MHz 0 02675-030 図21. LO 入力レベル 対 ノイズ指数 （温度＝25°C、VVGIN＝0.2 V、VS＝5 V）

ベースバンド出力アンプ

BASEBAND FREQUENCY (MHz) 16 1 10 100 GAIN ( d B) 18 20 22 24 26 28 30 32 34 TA = +85°C, VS = 5V TA = +25°C, VS = 2.7V TA = +25°C, VS = 5V T_A = +85°C, V_S = 2.7V TA = –40°C, VS = 2.7V T_A = –40°C, V_S = 5V 02675-031 図22. FBB 対 ゲイン（VVCMO＝1 V） BASEBAND FREQUENCY (MHz) B A S E B AND AMP LIFIE R OUTP UT IP 3 (dBV rms ) –30 –25 10 –20 –15 –10 1 10 100 15 20 –5 0 BASEBAND FREQUENCY (MHz) –25 1 10 100 OP1 ( d B V rms) –20 –15 –10 –5 0 5 TA = +85°C, VS = 5V TA = +25°C, VS = 2.7V TA = +25°C, VS = 5V TA = +85°C, VS = 2.7V TA = –40°C, VS = 2.7V TA = –40°C, VS = 5V 02675-032 図23. FBB 対 OP1（VVCMO＝1 V） 5 T_A = +85°C, V_S = 5V TA = +25°C, VS = 2.7V TA = +25°C, VS = 5V T_A = +85°C, V_S = 2.7V T_A = –40°C, V_S = 2.7V TA = –40°C, VS = 5V 02675-033 図24. FBB 対 OIP3（VVCMO＝1 V） VVCMO (V) COMMON-MODE OFFS E T (mV ) –6 –4 –2 0 2 0.5 2.0 3.5 4 6 8 1.0 1.5 2.5 3.0 V_S = 2.7V, MEAN +σ VS = 2.7V, MEAN VS = 5V, MEAN V_S = 5V, MEAN –σ V_S = 2.7V, MEAN –σ V_S = 5V, MEAN +σ 02675-034 図25. VVCMO 対 コモンモード出力オフセット電圧 （温度＝25°C、σ＝1 標準偏差）

RFアンプ／復調器とベースバンド出力アンプ

VVGIN(V) –5 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 VOLTAGE GAIN (d B) 5 45 15 55 25 35 0.9 1.0 1.1 1.2 65 75 T_A = +85°C, V_S = 5V T_A = +85°C, VS = 2.7V T_A = –40°C, V_S = 2.7V TA = –40°C, VS = 5V T_A = +25°C, V_S = 2.7V TA = +25°C, VS = 5V 02675-035 図26. VVGIN 対 電圧ゲイン（FLO＝1900 MHz、FBB＝1 MHz） RF FREQUENCY (MHz) 800 2400 2600 –2.5 Q U ADRA

TURE PHASE ERR

O R (Degrees) –2.0 –1.5 –1.0 –0.5 0 0.5 1.0 1.5 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2.0 2.5 TA = +85°C, VS = 5V _T A = –40°C, VS = 5V TA = +25°C, VS = 5V 02675-036 図27. FLO 対 直交位相誤差（VVGIN＝0.7 V、VS＝5 V） BASEBAND FREQUENCY (MHz) 0 5 10 15 20 25 30 35 Q U

ADRATURE PHASE ERROR (Degrees)

–0.5 –2.0 –1.0 –1.5 0 0.5 1.0 –2.5 1.5 2.0 2.5 TA = +85°C T_A = –40°C TA = +25°C 02675-037 40 図28. FBB 対 直交位相誤差（VVGIN＝0.7 V、VS＝5 V） BASEBAND FREQUENCY (MHz) I TO Q AMP LITUDE MIS M ATCH (dB) –0.2 –0.8 –0.4 –0.6 0 0.2 0.4 –1.0 0.6 0.8 1.0 T_A = +85°C T_A = –40°C TA = +25°C 02675-038 0 5 10 15 20 25 30 35 40 図29. FBB 対 I/Q 振幅不平衡（温度＝25°C、VS＝5 V） RF FREQUENCY (MHz) 800 RE TURN LOS S (dBm) 2400 2600 –12 –10 –8 –6 –4 –2 0 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 RF WITHOUT TERMINATION RF WITH TERMINATION 02675-039 図30. FRF 対 RFIP のリターン・ロス（VVGIN＝0.7 V、VS＝5 V） 2.7GHz 2.7GHz 800MHz 800MHz WITH TERMINATION WITHOUT TERMINATION 02675-040 図31. FRF 対 RFIN の S11（VVGIN＝0.7 V、VS＝5 V）

RF FREQUENCY (MHz) 800 RE TURN LOS S (dBm) 2400 2600 –12 –10 –8 –6 –4 –2 0 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 –14

LO PORT WITHOUT TERMINATION

LO PORT WITH TERMINATION

02675-041 図32. FLO 対 LOIP のリターン・ロス（VVGIN＝0.7 V、VP＝5 V） WITH TERMINATION RF INPUT POWER (dBm) –70 20 5 15 10 25 30 –60 –50 –40 –30 –20 –10 0 10 0 0.80 0.20 0.60 0.40 1.00 1.20 0 T_A = –40°C

MIXER OUTPUT VOLTAGE (mV p-p)

AGC V O LTAGE (V ) T_A = –40°C T_A = +25°C TA = +25°C TA = +85°C TA = +85°C 02675-043 WITHOUT TERMINATION 2.7GHz 800MHz 2.7GHz 800MHz 図34. RF 入力パワー 対 AGC 電圧およびミキサー出力レベル （FLO＝1900 MHz、FBB＝1 MHz、VS＝5 V） TEMPERATURE (°C) –40 40 50 45 –30 –20 –10 S U P P L Y CURRE NT (mA) 50 55 60 65 70 75 80 85 60 70 80 VP = 5V VP = 5.5V VP = 3V VP = 2.7V 02675-042 図33. FLO 対 LOIN の S11（VVGIN＝0.7 V、VS＝5 V） 02675-044 0 10 20 30 図35. 電源電流の温度特性（VVGIN＝0.7 V、VVCMO＝1 V）

VPS1 LOIN LOIP

等価回路

PHASE SPLITTER CONTINUES COM1 _02675-004 VPS3 IOPP, IOPN, QOPP, QOPN, IMXO, QMXO 図36. 回路 A 02675-005 COM3 図37. 回路 B VPS3 COM3 VCMO CURRENT MIRROR 02675-006 図38. 回路 C VPS3 COM3 IAIN QAIN 02675-007 図39. 回路 D VPS2 COM2 RFIN RFIP 02675-008 図40. 回路 E VPS3 COM3 IOFS QOFS CURRENT MIRROR 02675-009 図41. 回路 F

VPS3 COM3 VREF 02675-010 図42. 回路 G VPS3 COM3 ENBL 02675-011 VPS3 VAGC 図43. 回路 H 02675-012 COM3 図44. 回路 I

動作原理

RFIN VREF RFIP VPS2 IMXO COM3 IOPP IOFS IOPN VCMO VPS1 LOIN IAIN COM2 QOPN COM3 VGIN ENBL LOIP COM1 VPS3 AD8347 PHASE SPLITTER 1 BIAS CELL DET 1 VREF VREF GAIN CONTROL

INTERFACE DET 2 _VREF

VCMO PHASE

SPLITTER 2

VCMO

VDT2 QMXOQOFS QOPP

VAGC VDT1 QAIN _02675-045 4 6 13 8 14 21 12 2 15 10 11 17 20 19 18 22 16 24 25 26 27 23 9 7 1 28 5 3 図45. ブロック図 AD8347 は、携帯電話、PCS、デジタル・ビデオ・レシーバなど のデジタル無線通信システムに使用できるダイレクト I/Q 復調 器です。RF 信号と同じ周波数の局部発振器（LO）信号を使用し、 800～2,700 MHz の周波数範囲の RF 信号をベースバンドの I 成分 とQ 成分に直接ダウンコンバートします。 RF 入力信号は、2 段の可変ゲインアンプを通過してから、分割 されて2 つのギルバート・セル・ミキサーに送られます。ミキサー は、直交する（90 度の位相差）2 つの LO 信号で駆動されます。 ミキサー出力は、I チャンネルと Q チャンネルのベースバンド可 変ゲインアンプに入力されます。このベースバンド可変ゲインア ンプからの出力をピンから取り出し、外部でフィルタ処理を行い ます。そのフィルタ出力はオンチップの2 個の固定ゲイン・ベー スバンド・アンプに入力されます。これらのアンプは、外部フィ ルタからの出力を、多くのADC で対応できるレベルにまで振幅 を増幅します。自動ゲイン制御（AGC）ループでは、2 乗和検出 器を使用して出力レベルを制御できます。RF アンプとベースバ ンド・アンプは、約69.5 dB のゲイン制御範囲をもっています。 オンチップの付加回路を使えば、I チャンネルと Q チャンネルの ベースバンド出力でDC レベルを設定できるだけでなく、各チャ ンネルのDC オフセットをゼロ調整できます。

RF可変ゲインアンプ（VGA）

これらのアンプは、各NPN 差動ペアが抵抗減衰部で分離された 特許取得済みのX-AMP®_{方式を使用しています。ゲイン制御を行} うガウス・インターポレータは、制御電圧による所望のゲイン設 定に基づき、各差動ペアに供給されるそれぞれのテール電流量を 調整します。最初のアンプでは、相互コンダクタンス・セルから の合成出力電流がカスコード段を通して誘導性ピーキングを持 つ抵抗性負荷に導かれます。2 番目のアンプでは、差動電流が分 割され、別々のカスコード段を通して2 つのギルバート・セル・ ミキサーに導かれます。

ミキサー

各チャンネルに1 つずつ用意されている、合計 2 個のダブル・バ ランスド・ギルバート・セル・ミキサーは、同相（I）と直交（Q） のダウン・コンバージョンを行います。各ミキサーにはたすき掛 け接続された4 つのトランジスタ・ペアがあり、抵抗性負荷で終 端され、チャンネルごとに差動ベースバンド可変ゲインアンプに 接続されています。ミキサー用トランジスタのベースが直交LO 信号で駆動されます。

ベースバンド可変ゲインアンプ

ベースバンドVGAも、各NPN差動ペアが抵抗減衰部で分離され たX-AMP方式を使用しています。RFアンプを制御している同じ インターポレータが、この各差動ペアのテール電流も制御します。 これらのアンプ出力はチップから引き出されて、外部フィルタ処 理が行われます。オフセットの自動ゼロ調整により、Iチャンネ ルとQチャンネルのDCオフセットが抑えられます。コモンモー ド出力電圧は、バイアス・セルで生成されるリファレンス電圧 （1.0 V）と同じレベルに設定され、VREFピンからも取り出すこ とができます（図45 を参照）。

出力アンプ

出力アンプは、各外部フィルタから戻ってきた信号を、多くの高速 ADC で対応できるレベルまで振幅を増幅させます。これらのアンプ は、能動帰還の設計により、低歪みで広いゲイン帯域幅を実現しま す。

LOと位相スプリッタ

LO 入力信号は多相位相スプリッタに印加され、Iチャンネルと Q チャンネルのミキサーのLO 信号が生成されます。多相位相スプ リッタは、周期的接続されたRC ネットワークになっており、ゲ イン・バランスと直交位相を実現しています。定数差のあるRC 定数を配置した回路の複数セクションがカスケードに接続され ることで、位相スプリッタは広い動作周波数範囲を実現していま す。各ブランチがバッファを通ることで損失と高い周波数での ロールオフ特性が補正されます。さらに位相の直交精度を高める ために、バッファ出力はもう1 つの多相位相スプリッタに送られ ます。各LO 信号が再びバッファされ、ミキサーを駆動します。

出力レベル検出器

AGC 電圧（VAGC）を生成するため、各出力チャンネルの 2 乗 に比例する2 信号を加算し、内蔵のスレッショルド・レベルと比 較します。このRMS 検出器への入力は、VREF のレベルを基準 としています。

バイアス

正確なリファレンス回路によって生成されるリファレンス電流 は、さまざまなセクションで使用されます。このリファレンス回 路は、外部パワーアップ（ENBL）ロジック信号によって制御 されます。この信号がローレベルに設定されると、チップ全体が スリープ・モードに入って、消費される電源電流は400 µA（typ） 未満になります。ベースバンド回路のコモンモード・リファレン ス電圧として用いられる1.0 V のリファレンス電圧（VREF）は、 外部で使用することができます。VREF ピンは、0.1 μF コンデン サでグラウンドにデカップリングしてください。

アプリケーション

基本的な接続

RF入力とマッチング

図 46 はAD8347 を動作させるための基本的な接続です。VPS1、 VPS2、VPS3 の 3 本の電源ピンがAD8347 に電源を供給し、回路 全体のさまざまな部分に電流を提供します。VPS1 は局部発振器 （LO）、VPS2 はRF部、VPS3 はベースバンド・アンプに電源を 供給します。これらのピンは、すべて同じ電源電圧に接続してく ださい。ただし2 本のコンデンサを使用して、各ピンを別々にデ カップリングします。100 pFと 0.1 µFのコンデンサを推奨します が、近い値のコンデンサも使用できます。 RF 信号は RFIP ピンに AC 結合で入力し、RFIN はグラウンドに AC 結合します。RFIP カップリング・コンデンサの信号源側から グラウンドに200 Ω の抵抗を接続すれば、50 Ω 信号源への広帯 域マッチング特性を改善できます。

LO駆動のインターフェース

最適な性能を得るには、LOINとLOIPのLO入力を差動で駆動しま す。M/A-COMのバラン（ETC1-1-13）を推奨します。差動LO信 号の生成には、AC結合のトランスを使用する場合を除き、図 46 に示すように、入力はAC結合する必要があります。LOIPとLOIN の間に200 Ωのシャント抵抗を接続すれば、50 Ω信号源への広帯域 マッチング特性を改善できます。 電源電圧は2.7～5.5 V を使用してください。5 V 電源の動作では、 静的な電流は64 mA になります。ENBL ピンをローレベルにす ることで、デバイスはパワーダウン・モードに入ります。パワー ダウン時の電流は、5 V 動作時に 400 µA、2.7 V 動作時に 80 µA になります。 LO駆動レベルは−8 dBmを推奨します。図 20 にデバイスのLO駆 動レベル、LO周波数、直交誤差の代表値を示します。 電源ピンと同様、回路の個々のセクションはそれぞれ別々に接地

します。COM1 は LO、COM2 は RF、COM3 はベースバンド部 の接地に使用します。これらのピンは、すべて同じ低インピーダ ンスのグラウンドに接続してください。 図47 に示すように、シングルエンド駆動も可能ですが、LOリー クが若干増加します。カップリング・コンデンサを介してLO信 号をLOIPに印加し、LOINをグラウンドにAC結合します。入力は 完全差動であるため、駆動の極性を反転できます。差動駆動の場 合と同様に、LOIPとLOINの間に 200 Ω抵抗を接続すれば、50 Ω 信号源へのマッチングを改善できます。 RFIN VREF

VPS2 IMXO IOFS IOPP IOPN

VCMO VPS1 IAIN ENBL VPS3 AD8347 RFIP COM3 LOIN COM2 QOPN COM3 VGIN LOIP COM1 PHASE SPLITTER 1 BIAS CELL DET 1 VREF VREF GAIN CONTROL

INTERFACE DET 2 _VREF

VCMO PHASE

SPLITTER 2

VCMO

VDT2 QMXO QOFS QOPP

VAGC VDT1 QAIN 760mV p-p DIFFERENTIAL (AGC MODE) V_CM = 1V QOPP QOPN LO INPUT –8dBm 0.8GHz–2.7GHz C4 100pF T1 ETC 1-1-13 (M/A-COM) 1 5 3 4 R17 200Ω C3 100pF +VS (2.7V–5.5V) 24mV p-p (AGC MODE) 1V BIAS (VREF) C10 100pF C9 0.1μF C8 100pF C7 0.1μF C6 0.1μF100pFC5 760mV p-p DIFFERENTIAL (AGC MODE) V_CM = 1V RF INPUT 0.8GHz–2.7GHz 0dBm MAX (AGC MODE) C1 100pF C2 100pF R1 200Ω C14 0.1μF 24mV p-p (AGC MODE) 1V BIAS (VREF) C13 0.1μF IOPP IOPN C15 0.1μF 02675-046 10 11 17 20 19 18 22 16 24 25 26 27 23 9 7 1 28 C16 0.1μF 4 6 13 8 14 21 12 2 15 5 3 図46. 基本的な接続

LOIN 100pF LOIP AD8347 100pF 200Ω LO 02675-047 動能力によって制限されています。これにより、200 Ω 負荷に

AGCモードでのVGAの動作

って駆動できますが、 る接続を示します。2 つのミキ 力）は使用せず、それらをVREF に接続します。 図47. シングルエンドの LO 駆動

VGAの動作

RF 部のゲインは 3 段の VGA によって設定されます。3 つの段の うち2 つはミキサーの前段に置かれ、3 番目の段がミキサー出力 を増幅します。3 つの段はすべて同時に駆動されます。最初の RF VGA のゲイン・レンジと 2 番目の RF VGA のゲイン・レン ジ（ミキサーと組み合わせて）は、いずれも−13～+10 dB です。 ベースバンドVGA のゲイン・レンジは−4～+19.5 dB です。した がってRF 入力から IMXO/QMXO ピンまでの全体のゲイン・レ ンジは、−30 dB から約+39.5 dB になります。 VGAのゲインは、高インピーダンス入力であるVGINピンの電圧 によって設定されます。図4 と図 5 に、1.9 GHzでのゲイン制御 機能（デシベル・リニア）と直線性を示します。ゲイン制御電圧 が0.2 Vから 1.2 Vに増加するとゲインは+39.5 dBから−30 dBに減 少するため、ゲイン制御電圧と実際のゲインは逆の関係になって います。

ミキサーの出力レベルと駆動能力

I チャンネルと Q チャンネルのベースバンド出力（IMXO と QMXO）は、低インピーダンス出力（ROUT @ 3 Ω）であり、バイ アス・レベルは 14 番ピンの電圧 VVREFに等しくなります。 IMXO/QMXO で出力可能な電圧レベルは、1.5 mA（max）の電流 対する600 mV p-p の振幅が可能になります。さらに低い出力レ ベルでは、同じ電流制限であっても、IMXO と QMXO が駆動で きる負荷抵抗を小さくできます。しかし、これらの出力段は50 Ω 負荷を直接駆動するようには設計されていません。 VGA は DAC などの外部信号源によ AD8347 は 2 乗和検出器を内蔵しているため、自動レベル設定 モードで動作させることができます。高いピーク対平均レベル比 の入力信号では、この検出器の原理によって、ミキサー出力が高 めのピークto ピーク電圧になるところに AGC ループが収束しま す。このデータシートのAGC 動作でのピーク to ピーク計算はサ イン波入力を想定しています。 図46 に、このモードで動作させ サー出力は、それぞれ検出器入力VDT1 とVDT2 に接続されてい ます。加算された検出器出力により内部積分器が駆動され、この 内部積分器がVAGCピンのゲイン補正電圧を設定します。積分器 回路の時定数は、VAGCからグラウンドの間の 0.1 µFコンデンサ によって設定されます。VAGCはVGINに接続され、内部スレッ ショルド・レベルに到達するまでゲインが調整されます。このレ ベルはIMXO/QMXOピンのレベルに換算すると約 8.5 mV rmsに なります。このレベルはRF入力パワーの関数として若干変化し ます（図34 を参照）。CW（サイン波）入力では約 24 mV p-pに なります。この信号が後続のベースバンド・アンプ段に直接印加 されると、最終的なベースバンド出力は760 mV p-p差動になり ます。このことは「ベースバンド・アンプ」を参照してください。 VGA ゲインを外部信号源から設定する場合、VDT1 と VDT2（内 蔵検出器入 駆

RFIN VREF RFIP VPS2 IMXO COM3 IOPP IOFS IOPN VCMO VPS1 LOIN IAIN COM2 QOPN COM3 ENBL LOIP COM1 VPS3 AD8347 PHASE SPLITTER 1 BIAS CELL DET 1 VREF VREF GAIN CONTROL

INTERFACE DET 2 _VREF

VCMO PHASE

SPLITTER 2

VCMO

VDT2 QMXO QOFS QOPP

VAGC VDT1 QAIN QOPP QOPN LO INPUT –8dBm 0.8GHz–2.7GHz T1 ETC 1-1-13 (M/A-COM) 1 5 3 4 C4 100pF R17 200Ω C3 100pF 3.8V p-p DIFFERENTIAL V_CM = 2.5V C10 100pF C9 0.1μF C8 100pF C7 0.1μF C6 0.1μF C5 100pF RF INPUT C2 100pF C1 100pF R1 200Ω C14 0.1μF 120mV p-p 120mV p-p 1V BIAS 1V BIAS C13 0.1μF IOPP IOPN R20 4kΩ R19 1kΩ 2.5V 3.8V p-p DIFFERENTIAL V_CM = 2.5V R21 +VS +5V 4kΩ R22 1kΩ 02675-048 4 6 13 8 14 21 12 2 15 10 11 17 20 19 18 22 16 24 25 26 27 23 9 7 1 28 5 3 C16 0.1μF VGIN 図48. ベースバンド・アンプの出力振幅を増やすための AGC レベルの調整

AGC動作点の変更

図48 に示すように、AGC回路を公称の 24 mV p-pより高い電圧 レベルに容易に設定できます。IMXOピンとQMXOピンの電圧を 減衰させてから検出器入力に印加します。ここに示す例では、 IMXO/QMXOと検出器入力の間の減衰係数を 0.2（−14 dB）とす ることで、VGA出力が約 120 mV p-pで平準化されます（なお、 抵抗分圧回路はVVREFを基準にする必要があります）。その結果 ベースバンド・アンプ出力のピークtoピーク出力振幅は 3.8 V差 動（すなわち、それぞれの側で1.6～3.4 V）になります。なおVVCMO を2.5 Vに高めれば、ベースバンド出力の信号クリッピングを防 止できます。ミキサー出力と検出器入力の間で減衰させることに よって、AGCが収束したときのRF入力パワーに対するミキサー 出力レベルの変動は、図34 に示す変動より大きくなります。こ の変動は、減衰係数の逆数倍になります。

ベースバンド・アンプ

最終段のベースバンド・アンプ段では、IMXO と QMXO から信 号を受け取り、それを30 dB（つまり、31.6 倍に）増幅します。 その結果、全体の最大ゲインは69.5 dB になります。VGA が AGC モードのとき、ベースバンドのI 出力と Q 出力（IOPN、IOPP、 QOPN、QOPP）からは約 760 mV p-p の差動電圧（それぞれの側 で380 mV p-p）が得られます。 このベースバンド・アンプに対するシングルエンド入力信号は、 高インピーダンス入力のIAINとQAINに印加します。図 46 に示 すように、ベースバンド・アンプは内部的に差動アンプとして動 て、ベースバンド・アンプに入力される信号をVVREFにバイアス してください。 ベースバンド・アンプの出力コモンモード・レベルは、5 番ピン （VCMO）の電圧によって設定されます。このピンは、VREF（14 番ピン）か、ADC などのデバイスの外部リファレンス電圧に接 続します。VVCMOの公称範囲は0.5～2.5 V です。ただし、ベース バンド・アンプは0.4 V までの下限振幅しか可能でないため、下 限での信号クリッピングを避けるために一般に高めの VVCMOが 必要になります。一方で各出力の正方向の振幅は電源電圧より 1.3 V 低い値までに制限されていますので、最大の p-p 振幅は差 動で、2 × (VPS − 1.3 − 0.4) V になります。 たとえば、ベースバンド出力アンプが2 V p-p（それぞれの側で 1 V pp）の出力振幅を実現するには、VVCMOを0.9～2.5 V の範囲 に設定する必要があります。 ベースバンド・アンプの差動出力オフセット電圧は、±50 mV（typ） です。このオフセット電圧は、入力と出力からの双方の影響によ るものです。 全体的な S/N 比を改善するには、外部電圧により駆動するか、 AGC 回路の動作点を変更することによって、VGA ゲインを増や します。これらは「AGC 動作点の変更」を参照してください。

容量性負荷の駆動

フィルタ設計の留意点

ミキサー出力（IMXO/QMXO）とベースバンド・アンプへの入力の 間で、ベースバンドのローパス・フィルタ処理やバンドパス・フィ ルタ処理が可能です。ミキサーの出力インピーダンスは低く（約3 Ω）、ベースバンド・アンプの入力インピーダンスは高いため、こ れらのインピーダンスに特性を合わせるフィルタを設計すること は実用的ではありません。LC フィルタで整合をとるには、ミキサー 出力に直列に抵抗を挿入し、ベースバンド・アンプへの入力にシャ ント抵抗（VVREFに終端）を挿入します。 ベースバンド・アンプが不平衡の容量性負荷を駆動するアプリケー ションでは、アンプと容量性負荷の間に、直列にいくらかの大きさ の抵抗を挿入します。たとえば10 pF 負荷の場合は、各ベースバン ド出力に1 本ずつ、合計 4 本の 200 Ω 直列抵抗を使用します。

外部ベースバンド増幅

ベースバンド出力のオフセット電圧とノイズを減らすには、内部 ベースバンド・アンプをバイパスし、高品質の差動アンプを用い てミキサー出力信号を増幅します。図49 に示す例では、2 個の AD8132 差動アンプを使用して、ミキサー出力信号を 20 dB増幅 しています。この例では、AGC回路の動作点を上げて、外部ア ンプに約72 mV p-pを入力しています。これによって、最終的な ベースバンド出力信号は720 mV p-pになります。 ミキサー出力の駆動レベルは最大1.5 mA までの電流に制限され るため、特に大きな信号振幅を実現するには、フィルタの特性イ ンピーダンスを50 Ω より大きくします。 図50 は、3 dBカットオフ周波数が 20 MHzである 100 Ωの 4 次楕 円ローパス・フィルタの回路図です。約100 Ωのソース・インピー ダンスと負荷インピーダンスによって、フィルタはソースと負荷 がマッチングされるようになります。これによってミキサー出力 では全体の負荷200 Ωを駆動することになります。なお、シャン ト終端抵抗はグラウンドではなく、VREFに接続してください。 図51と図 52 にこのフィルタの周波数応答と群遅延を示します。 図49 のアンプのクローズド・ループ帯域幅は、約 20 MHzにな ります。帯域幅をさらに広くすることも可能ですが、クローズ ド・ループ・ゲインが低下します。図49 では、AD8132 の 2 番 ピン（VOCMピン）の出力コモンモード・レベルは、AD8347 の VREF（約 1 V）によって設定されています。出力コモンモード・ レベルは、たとえばADCのリファレンス電圧などを使用して外 部で設定することもできます。 IMXO AD8347 VREF 10μF 0.1μF QMXO VDT1 720mV p-p DIFFERENTIAL VCM = 1V R19A 4.99kΩ +5V 10μF 0.1μF AD8132 R17A 499Ω R18A 499Ω R22 20kΩ R23 10kΩ 72mV p-p VDT2 72mV p-p R25 20kΩ R24 10kΩ R17B 499Ω 4.99kΩ R20A 4.99kΩ R19B +5V –5V R18B Ω 499 720mV p-p DIFFERENTIAL V_CM = 1V –5V 4.99kΩ R20B 10μF 0.1μF 10μF 0.1μF AD8132 02675-049 1 6 4 3 8 2 5 3 8 2 1 6 4 5 C16 0.1μF 図49. 外部ベースバンド増幅の例 IMXO AD8347 VREF VDT1 (SEE TEXT) L₃ 1.2μH R3 2Ω IAIN R4 2Ω C1 4.7pF C3 8.2pF C2 150pF RS 95.3Ω L₁ 0.68μH C4 82pF RL 100Ω 02675-050 C16 0.1μF 図50. 代表的なベースバンド・ローパス・フィルタ FREQUENCY (MHz) –80 1 10 100 ATTE NTUATION (dB) –70 –60 –50 –40 –30 –20 –10 0 02675-051 図51. 20 MHz のベースバンド・ローパス・フィルタの周波数応答

DCオフセット補償

FREQUENCY (MHz) 0 1 10 100 5 GROUP DELAY ( n s) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 RF 入力ポートへの LO 信号のフィードスルーによって、LO 信号 がセルフ・ミキシングされます。これによって、周波数に依存す るDC 成分がミキサー出力に生じます。 AD8347 には、ミキサー出力に現れる DC オフセットを能動的に ゼロ調整する内部回路があります。ミキサー出力の DC バイア ス・レベル（理想的にはチップのベースバンド部のバイアス・レ ベルであるVVREFに等しくなります）は、つねにVVREFと比較さ れます。ミキサー出力レベルとVVREFの間に差異があると、ミキ サー出力へ補償電圧が加えられます。この補正ループの時定数は、 IOFS ピンと QOFS ピンに接続するコンデンサによって設定され ます（ピンの出力は個別に補償できます）。通常動作の場合、 0.1 µF コンデンサを推奨します。補償ループのコーナー周波数は、 おおよそ次の式で求めることができます。 02675-052

(

inμF

)

40 3 OFS OFS dB C C f = 図52. 20 MHz のベースバンド・ローパス・フィルタの群遅延 VGA が AGC モードで動作する場合、検出器入力（VDT1 と VDT2） はフィルタの入力か出力に接続できます。検出器入力をフィルタ の入力（IMXO と QMXO）に接続すると、VGA の動作点は、希 望波とフィルタ処理なしの成分（大入力妨害波や信号の高調波な ど）の合成によって決定されます。それとは逆に、VDT1 と VDT2 をフィルタ出力に接続することで、AGC 回路の動作点をフィル タ処理済みの出力振幅のみを基にしたものにすることができま す。後者のほうが、一定のベースバンド出力を得やすいことから 望ましい方法といえますが、この方法を使用するときは、帯域外 の大入力妨害波がミキサー出力をオーバー・ドライブしないよう にAGC 動作点を設定してください。 コーナー周波数は、復調されたデータのシンボル・レートより十 分に低い周波数に設定する必要があります。これによって補償 ループが、データ・ストリームを変動するオフセット電圧だと、 誤って認識しないようにすることができます。

オフセット補償回路を無効にするには、IOFS と QOFS を VREF に接続してください。

評価用ボード

図53 は、AD8347 評価用ボードの回路図です。なお、未実装部品は「OPEN」としてあります。このボードは 2.7～5.5 V単電源で動作しま す。表4 に評価用ボードのさまざまな設定オプションを示します。 RFIN VREF RFIP VPS2 IMXO COM3 IOPP IOFS IOPN VCMO VPS1 LOIP IAIN COM2 VDT2 QMXO QOPP QOFS QOPN VAGC COM3 ENBL LOIN COM1 VDT1 QAIN VPS3 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 AD8347 1 5 3 4 R17 200Ω C3 100pF C2 100pF T1 ETC 1-1-13 J3 LO C5 100pF C6 0.1μF TP1 +V_S J6 IOPN R35 0Ω J5 IOPP R36 0Ω J11 VCMO C1 0.1μF L3 (OPEN) L2 (OPEN) L1 (OPEN) C18 (OPEN) C4 (OPEN) C19 (OPEN) C22 (OPEN) C20 (OPEN) C21 (OPEN) C17 (OPEN) L4 (OPEN) L6 (OPEN) L5 (OPEN) C30 (OPEN) C26 (OPEN) C31 (OPEN) C25 (OPEN) C29 (OPEN) C28 (OPEN) C27 (OPEN) +VS J1 QOPN R37 0Ω J2 QOPP R38 0Ω J8 QMXO J9 VAGC J10 VGIN R34 (OPEN) R33 0Ω LK4 LK6 TP5 C9 0.1μF C10 100pF R40 (OPEN) LK3 C15 0.1μF TP6 VPOS C14 0.1μF A B SW1 LK2 C16 0.1μF TP3 TP2 +V_S LK1 J7 IMXO J4 RFIP C13 0.1μF 100pF 0.1μF C8 C7 R18 200Ω100pFC12 C11 100pF R39 (OPEN) LK5 R8 (OPEN) R6 0Ω 02675-053 VGIN TP4 図53. 評価用ボードの回路図

02675-054 図54. 部品面のシルクスクリーン 02675-056 02675-055 図55. 部品面のレイアウト _{図56. 回路側のレイアウト}

表4. 評価用ボードの設定オプション 部品 機能 デフォルト状態 TP1, TP4, TP5 電源およびグラウンド・ベクトル・ピン。 該当せず TP2, TP6 IOFS および QOFS プローブ・ポイント。 該当せず TP3 VREF プローブ・ポイント。 該当せず LK1, J11 ベースバンド・アンプの出力バイアス。このリンクを実装すると、VREF が VCMO に接 続され、ベースバンド・アンプのバイアス・レベルがVREF（約 1 V）に設定されます。 あるいは、SMA コネクタ J11 に外部電圧を印加して、ベースバンド・アンプのバイアス・ レベルを設定することも可能です。 LK1 を実装 LK2, LK6, LK3, J9,

J10 AGC モード。LK2 と LK6 を実装すると、IMXO と QMXO（ミキサー出力）が VDT2 と_{VDT1（検出器入力）に接続されます。LK3 を実装すると、VGIN が VAGC に接続され} てAGC モードがアクティブになります。AGC 電圧は、SMA コネクタ J9 で確認できま す。LK3 を取り除いたときは、内部可変ゲインアンプのゲイン制御信号を SMA コネク タJ10 に印加してください。 LK2、LK6、LK3 を実装 LK4, LK5, J7, J8 R6, R33, L1 to L5 C4, C17 to C22, C25 to C31 R8, R34, R39, R40 ベースバンド・フィルタ処理。LK4 と LK5 を実装すると、IMXO と QMXO（ミキサー 出力）がIAIN と QAIN（ベースバンド・アンプ入力）に直接接続されます。R6 と R33 を実装すると（0 Ω）、IAIN と QAIN は SMA コネクタ J7 と SMA コネクタ J8 で確認で きます。LK4 と LK5 を取り除き、R8 と R34 を実装することによって、ミキサー出力と ベースバンド・アンプ入力の間にLC フィルタを挿入できます。R8 と R34 を使用すれば、 IMXO と QMXO（これらの出力は低出力インピーダンスです）の実効出力インピーダン スを増やすことができます。R39 と R40 を使用すれば、IAIN と QAIN（高インピーダン ス入力）のところでフィルタを終端できます。R39 と R40 は VREF に終端してください。 LK4、LK5 を実装 R6＝R33＝0 Ω（サイズ 0603） L1～L5＝open（サイズ 0805）、C4、 C17～C22、C25～C31＝open（サイ ズ 0805）、R8＝R34＝open（サイ ズ0603）、R39＝R40＝open（サイ ズ0603） R35, R36, R37, R38 ベースバンド・アンプの出力直列抵抗。 R35＝R36＝R37＝R38＝0 Ω（サイ ズ0603） SW1 デバイス・イネーブル。位置A のとき、ENBL ピンが+VSに接続され、AD8347 は動作 モードになります。位置B では、ENBL ピンは接地され、デバイスはパワーダウン・モー ドになります。 SW1＝A

COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-153-AE

外形寸法

2 8 1 5 1 4 1 8 ° 0 ° SEATING PLANE COPLANARITY 0.10 1.20 MAX 6.40 BSC 0.65 BSC PIN 1 0.30 0.19 0.20_0.09 4.50 4.40 4.30 0.75 0.60 0.45 9.80 9.70 9.60 0.15 0.05 C02675-0-10/0 5( A )-J 図57. 28 ピン薄型シュリンク・スモール・アウトライン・パッケージ［TSSOP］ （RU-28） 寸法単位：mm

オーダー・ガイド

Model Temperature Range Package Description Package Option AD8347ARU −40°C to +85°C 28-Lead TSSOP RU-28

AD8347ARU-REEL7 −40°C to +85°C 28-Lead TSSOP, 7” Tape and Reel RU-28 AD8347ARUZ1 _{−40°C to +85°C 28-Lead TSSOP RU-28}

AD8347ARUZ-REEL71 _{−40°C to +85°C 28-Lead TSSOP, 7” Tape and Reel RU-28}

AD8347-EVAL Evaluation Board