安荣邦 侯建强

     来源：《电子产品世界》

     摘要：本文介绍gsm手机接机的设计技术。重点介绍lna和vco环路在整个接收机的作原理、设计方法和特性指标。在lna部分，设计关键是灵敏度、动态范围和线性度之间的平衡设计思想；在vco环路部分则强调了相位噪声对整机性能的影响和如何设计才能有效降低环路相位噪声。

     关键词：lna

     vco gsm手机

     以gsm为代表的无线电话近年来得到了广泛的应用。gsm 手机的设计也就成了热门话题。但是，目前国内设计水平还不高，很多厂家只是做国外公司的oem。本文将结合一些已经批量生产的产品中的实例介绍如何设计gsm手机的接收机部分。

     gsm的接收机包括天线、lna、下变频、解调、解码和d/a 等。由于现代通讯机的集成度较高，一般从下变频开始都主要由ic厂家完成。并且，对于gsm接收机而言，设计难点主要在lna的设计和vco环路的设计。因此，本文仅仅介绍在gsm手机的设计过程中，lna和vco的考虑。

     lna设计

     gsm手机接收机部分的前端的框图示于图1。

     lna(低噪声放大器)的设计是以整机在尽可能大的信号范围和尽可能复杂的信号环境中都能够良好的接收基站下行的信号为原则的。lna设计的好坏反映在指标上就是在变化的环境下的灵敏度、线性度和动态范围。

     由于现在的gsm手机lna一般都集成在下变换器内，所以一般情况下，如果选定了下变换器就选定了lna。则lna的设计就变成了lna输入电路的设计。手机灵敏度一般用相对于ber（误码率）的信号电平来表示。由于中频和基带对整机灵敏度的影响是相对固定的，所以这个电平值和灵敏度是一一对应的。而且，由于gsm手机传送的是数字化信号，所以ber更能反映整机的接收性能。

     影响灵敏度的主要因素有二：1）从天线到lna输入电路的信号衰减；2）从天线到lna输入电路的引入噪声。如果中频和基带是理想的变换器，则前端信号的衰减不会影响灵敏度。但是任何一个实际的系统都是非理想的，所以前端信号过大的衰减都会降低灵敏度。降低前端对信号的衰减需要做电平匹配。而减小前端的引入噪声需要做噪声匹配。在绝大多数情况下，电平匹配点和噪声匹配点不是同一个点。它们有各自独立的响应函数，所以要在这两项指标之间寻求到一个平衡点。具体插入损耗多大，引入噪声优化到什么程度才可以接受，决定于系统设计。

     像所有的接收机一样，线性度非常的重要。如果接收机的线性度太差，就会产生很多的交调频率分量。如果这些交调分量的一项或多项落在接收的通带内，则这些信号很有可能将接收机推离正常工作状态而使得整机接收能力下降或无法工作。

     线性度可用谐波抑制比和交调抑制比来表示。各种器件和不同的器件组合方式对谐波抑制比和交调抑制比的响应是不一样的。同一器件或同一组合在不同的频率范围其谐波抑制比和交调抑制比也是不一样的。一般来说，有源器件的线性度最差，高q值的器件线性度较差。所以，在实际设计时，都需要建立对应的电路模型来优化，使整个系统的谐波抑制比和交调抑制比限制在一定的范