直放站小信号电路设计
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• 根据前方需求和实际电路设计综合考虑。
2 －参考标准以源自文库文献
• • • 《YD/T 1337-2005 900/1800数字蜂窝移动通讯网 直放站技术要求和测试方法》。 国外其它运营商的相关产品需求。 《公司ISO9000设计控制程序》。
3 －设计思想
3.1指标分析与电路设计思想 3.2热设计思想说明 3.3可靠性设计思想说明 3.4可测试和可维护设计思想说明
杂散发射 工作频带外（偏离工作频 带 1.0MHz 之外）
(峰值) 1GHz～12.75GHz: ≤-36dBm/1MHz(不包含 1.71GHz-1.92GHz 和 3.4GHz-3.53GHz 频段) (峰值) 806MHz～821MHz: ≤-67dBm/100kHz(有效值) 885MHz～915MHz: ≤-67dBm/100kHz(有效值) 930MHz～960MHz: ≤-47dBm/100kHz(峰值) 1.71GHz～1.92GHz: ≤-47dBm/100kHz(峰值) 3.4GHz～3.53GHz: ≤-47dBm/100kHz(峰值) 工作频带内 ≥45dBc 9kHz-1GHz(含 1GHz): ≤-36dBm/100kHz 1GHz-12.75GHz: ≤-30dBm/1MHz 偏离工作频段边缘≥2.5MHz： ≤-40dBc 或≤-13dBm/30kHz 偏离工作频段边缘≥10MHz： ≤-60dBc 或≤-33dBm/30kHz
技术参数 项目 下行 GM900： 930MHz～ 954MHz GSM900： 上行 885MHz～ 909MHz DCS1800： 1805～ 1825MHz 频率范围 GSM900： 954MHz～ 960MHz DCS1800： 1710～ 1730MHz GSM900： 909MHz～ 915MHz DCS1800： 1840～ 1850MHz 其它运营商 0.05W 最大输出功率 0.5W 0.05W 最大增益 0.5W 噪声系数（最大增益时） 增 益 调 节 范 围 /步 长 增益调节误差 自 动 电 平 控 制 （ ALC） 大 输 出 功 率 的 ± 2dB 之 内 或 关 闭 输 出 带内波动 电压驻波比 时延 ≤ 3dB(联 通 GSM≤ 2.5 dB) ≤ 1.5 ≤ 5.0μ s FL-2.5MHz～ F0-6MHz≤ -36dBm/100kHz(≤ 0.1W 时 ) FL-2.5MHz～ F0-6MHz≤ -36dBm/3kHz(＞ 0.1W 时 ) F0-6MHz～ F0-1.8MHz ≤ -36dBm/30kHz(≤ 0.1W 时 ) F0-6MHz～ F0-1.8MHz ≤ -36dBm/3kHz(＞ 0.1W 时 ) 工作频带内 杂散 发射 F0+1.8MHz～ F0+6MHz≤ -36dBm/30kHz(≤ 0.1W 时 ) F0+1.8MHz～ F0+6MHz≤ -36dBm/3kHz(＞ 0.1W 时 ) F0+6MHz～ FH+2.5MHz ≤ -36dBm/100kHz(≤ 0.1W 时 ) F0+6MHz～ FH+2.5MHz ≤ -36dBm/3kHz(＞ 0.1W 时 ) 9kHz-1GHz:≤ -36dBm/100kHz 工作频带外 1GHz-12.75GHz:≤ -30dBm/1MHz 工作频带内 互调 9kHz-1GHz:≤ -36dBm/100kHz 衰减 工作频带外 1GHz-12.75GHz:≤ -30dBm/1MHz ≥ 400kHz 带外 抑制 ≥ 600kHz ≥ 1MHz ≥ 5MHz 功率检测 供电方式 工作温度 构尺寸 功耗 20W ≥ 20dBc ≥ 35dBc ≥ 50dBc ≥ 50dBc 根 据 需 要 适 当 调 整 ， 步 进 ： 50± 5mV +27V， +5C 0℃ ～ 45℃ 0.1W 以 下 机 型 ≤ -36dBm/30kHz， 其 它 ≥ 45dBc 注 1 82± 3dB ≤ 6dB ≥ 30dB/1dB 0-20dB 范 围 内 总 误 差 小 于 ± 1dB， 在 >20dB 范 围 内 总 误 差 小 于 ± 1.5dB 在 最 大 功 率 处 ， 输 入 再 增 加 10dB， 输 出 功 率 变 化 在 ± 2dB 内 , 输 入 信 号 电 平 超 过 10dB 时 ， 输 出 功 率 保 持 在 最 75± 3dB 27± 2dBm 75± 3dB 20± 2dB m 75± 3dB GSM900： 指 定 频 段 DCS1800： 指 定 频 段 17± 2dBm DCS1800： 1745～ 1755MHz GSM900： 指 定 频 段 DCS1800： 指 定 频 段 17± 2dBm
3.1 －指标分析与电路设计思想
指标分析
技术指标要求，小功率射频单元的关键指标指标主要包括 噪声系数、带内波动、电压驻波比、线性、带外抑制 等。
• • • • 噪声系数：对于GSM、DCS不考虑最小增益，比较容易满足；但对于 CDMA、WCDMA要求最小增益噪声，所以衰减不能全部设定在低噪放 里面，只能低噪放、信道各设部分衰减。 带内波动、带外抑制：带内波动主要由射频声表与中频声表决定， 带外抑制主要由中频声表决定，所以选择射频声表与中频声表时， 带内波动、带外抑制一般要相互兼顾，尽量在干路少用射频声表。 电压驻波比：电压驻波比主要由双工器决定，尽量选用驻波好的双 工器。 线形：对于GSM、DCS、CDMA只要求输出线形，所以只需适当选取末 级功放管。而WCDMA则要求输入互调，所以低噪放部分不但线性要 好，增益也不能太高，还要兼顾噪声，输出端则只需适当选取功放 管。
1.3 －功能要求
增益温度补偿（在信道部分增加一组衰减脚，当其它 衰减量不够时作为增益温度补偿使用，增益衰减调节 时不优先打此脚。整机增益调节范围增加4dB。温度 变化范围0℃到45℃，每10℃变化1dB 连同基准点共 有3dB的补偿量。）
1.4 －产品型号
• 根据公司的最新命名规则定义。
1.5 －接口说明
频谱发射模板
杂散辐射 输入互调 输出互调 功率检测 供电方式 工作温度 构尺寸 功耗
1.3 －功能要求
功率指示（有下行输入功率、下行输出功率、下行输 出反射功率，上行输出功率。） 大驻波检测/告警（注意在这里只检测重发天线端口。 根据下行输出反射功率和下行输出功率进行计算得到 驻波比。）电压驻波比计算公式 ALC（单频段和多频段设备ALC控制方法：有上行ALC、 下行ALC功能。ALC开关分上行ALC开关和下行ALC开关； 多频段共用同一个ALC开关；ALC门限分上行ALC门限 和下行ALC门限；不同频段的ALC门限为不同的参数多 子带的ALC控制方法：每个频段有一个上/下行ALC门 限，射频单元完成总功率的ALC控制。）
1.2 －技术指标
WCDMA 单频段小功率直放站主要技术规格
项目 前向 频率范围 通道带宽 最大输出功率 最大增益 噪声系数 增益调节范围/步长 增益调节误差 自动电平控制（ALC） 带内波动 电压驻波比 时延 频率稳定度 矢量幅度误差（EVM） 峰值码域误差（PCDE） ACRR 带外增益 0.05W 0.5W 0.05W 0.5W 2110MHz～2170MHz 10MHz/15MHz/20MHz 17±2dBm 27±2dBm 75±3dB 82±3dB ≤6dB 0.01W：≥25dB/1dB 0-20dB 范围内总误差小于±1dB，在>20dB 范围内总误差小于±1.5dB 0.05W/0.1W/0.2W/0.5W：≥30dB/1dB 在最大功率处，输入再增加 20dB，输出功率变化小于 2dB ≤3dB ≤1.5 ≤5.0μ s ≤± 0.01 ppm ≤12.5% ≤-35dB 满足 3GPP TS 25.106 满足 3GPP TS 25.106 满足 3GPP TS 25.106 满足 3GPP TS 25.106 满足 3GPP TS 25.106 满足 3GPP TS 25.106 根据需要适当调整，步进：50±5mV +27V，+5C 0℃ ～ 45℃ 20W 技术参数 反向 1920MHz～1980MHz 10MHz/15MHz/20MHz 17±2dBm 20±2dBm 75±3dB 75±3dB
项目 技术参数 前向 870～880MHz 其它运营商 0.05W 0.5W 最大增益 0.05W 0.5W 噪声系数（最大和最小增益） 增益调节范围/步长 增益调节误差 自动电平控制（ALC） 带内波动 电压驻波比 时延 每载频带外 工作频带内
Δ f≥750kHz：≤-45dBc/30kHz Δ f≥1.98MHz：≤-60dBc/30kHz
小信号电路设计
Netop Technology Co., Ltd R&D System, July 9, 2012
• 本讲义以小功率直放站（PICO)作为范例讲 述小信号电路的具体设计过程。
目录
• • • • • • • 1、概述 2、参考标准以及文献 3、设计思想 4、原理框图 5、原理说明 6、关键技术 7、结构以及接口定义
Δ f≥900kHz:≤-42dBc/30kHz Δ f≥1.98MHz:≤-54dBc/30kHz
≤-36dBm/30kHz(≤0.1W 时)，≤-36dBm/3kHz(＞0.1W 时) 9kHz～150kHz: ≤-36dBm/1kHz(峰值) 150kHz～30MHz: ≤-36dBm/10kHz(峰值) 30MHz～1GHz: ≤-36dBm/100kHz(不包含 806MHz-821MHz、885MHz-915MHz 和 930MHz-960MHz 频段)
1－概述
• • • • • 1.1无源互调仪用途 1.2技术指标 1.3功能要求 1.4产品型号 1.5接口说明
1.1 －适用范围
• 小信号电路设计在直放站设备中主要应用在低噪声放大器、变 频器、光模块的接收端的信号放大、功放模块的前级推动等模 块中。
1.2 －技术指标
CDMA 单频段小功率直放站射频单元主要技术规格
1.3 －功能要求
射频电源开关（本地监控界面上出现的参数为：射频 电源开关、上行功放开关和下行功放开关；当设置射 频电源开关为开或关时，同时开启或关闭上行射频电 源和下行射频电源、当设置射频电源开关为关时，同 时关断上行功放开关和下行功放；上下行功放开关的 操作，不应影响监控参数射频电源开关的状态值。多 子带设备每个子带有一个信道开关。） 增益调节（每个频段都有上下行独立调节，步进1dB， 可调范围≥30dB。多子带情况下，每个子带增益可独 立调节。）
3 －设计思想
• 小功率直放站由室外天线直接接收空中的下行信号， 经前级低噪放大、频段选频、然后放大到一定的功率， 由室内天线进行覆盖；由室内天线直接接收室内移动 台的上行信号，经前级低噪放大、频段选频、然后放 大到一定的功率，由室外天线送回基站；建立室内的 上、下行通信，实现室内盲区的覆盖。模块有独立的 数字监控电路，完成一系列数字控制、检测及通信的 功能。上/下行射频电路集成到一个模块上，并考虑 100mW、200mW以及500mW系列小功率直放站的兼容。
互调衰减
工作频带外(偏离工作频 带 1MHz 之外)
带外抑制 功率检测 供电方式 工作温度 结构尺寸 功耗
每频段
基准电平：1.2V（根据需要适当调整） ，步进：40±5mV +27V，+5V 0℃ ～ 45℃
20W
1.2 －技术指标
GSM/DCS 单 频 段 小 功 率 直 放 站 主 要 技 术 规 格
反向 825～835MHz 运营商指定频段 17±2dBm 20±2dBm 75±3dB 75±3dB ≤6dB 0.01W：≥25dB/1dB
频率范围 最大输出功率
运营商指定频段 17±2dBm 27±2dBm 75±3dB 82±3dB
0.05W/0.1W/0.2W/0.5W：≥30dB/1dB 0-20dB 范围内总误差小于±1dB，在>20dB 范围内总误差小于±1.5dB 在最大功率处，输入再增加 10dB，输出功率变化在±2dB 内, 输入信号电平超过 10dB 时，输出功 率保持在最大输出功率的±2dB 之内或关闭输出 ≤3dB ≤1.5 ≤5.0μ s
2 －参考标准以源自文库文献
• • • 《YD/T 1337-2005 900/1800数字蜂窝移动通讯网 直放站技术要求和测试方法》。 国外其它运营商的相关产品需求。 《公司ISO9000设计控制程序》。
3 －设计思想
3.1指标分析与电路设计思想 3.2热设计思想说明 3.3可靠性设计思想说明 3.4可测试和可维护设计思想说明
杂散发射 工作频带外（偏离工作频 带 1.0MHz 之外）
(峰值) 1GHz～12.75GHz: ≤-36dBm/1MHz(不包含 1.71GHz-1.92GHz 和 3.4GHz-3.53GHz 频段) (峰值) 806MHz～821MHz: ≤-67dBm/100kHz(有效值) 885MHz～915MHz: ≤-67dBm/100kHz(有效值) 930MHz～960MHz: ≤-47dBm/100kHz(峰值) 1.71GHz～1.92GHz: ≤-47dBm/100kHz(峰值) 3.4GHz～3.53GHz: ≤-47dBm/100kHz(峰值) 工作频带内 ≥45dBc 9kHz-1GHz(含 1GHz): ≤-36dBm/100kHz 1GHz-12.75GHz: ≤-30dBm/1MHz 偏离工作频段边缘≥2.5MHz： ≤-40dBc 或≤-13dBm/30kHz 偏离工作频段边缘≥10MHz： ≤-60dBc 或≤-33dBm/30kHz
技术参数 项目 下行 GM900： 930MHz～ 954MHz GSM900： 上行 885MHz～ 909MHz DCS1800： 1805～ 1825MHz 频率范围 GSM900： 954MHz～ 960MHz DCS1800： 1710～ 1730MHz GSM900： 909MHz～ 915MHz DCS1800： 1840～ 1850MHz 其它运营商 0.05W 最大输出功率 0.5W 0.05W 最大增益 0.5W 噪声系数（最大增益时） 增 益 调 节 范 围 /步 长 增益调节误差 自 动 电 平 控 制 （ ALC） 大 输 出 功 率 的 ± 2dB 之 内 或 关 闭 输 出 带内波动 电压驻波比 时延 ≤ 3dB(联 通 GSM≤ 2.5 dB) ≤ 1.5 ≤ 5.0μ s FL-2.5MHz～ F0-6MHz≤ -36dBm/100kHz(≤ 0.1W 时 ) FL-2.5MHz～ F0-6MHz≤ -36dBm/3kHz(＞ 0.1W 时 ) F0-6MHz～ F0-1.8MHz ≤ -36dBm/30kHz(≤ 0.1W 时 ) F0-6MHz～ F0-1.8MHz ≤ -36dBm/3kHz(＞ 0.1W 时 ) 工作频带内 杂散 发射 F0+1.8MHz～ F0+6MHz≤ -36dBm/30kHz(≤ 0.1W 时 ) F0+1.8MHz～ F0+6MHz≤ -36dBm/3kHz(＞ 0.1W 时 ) F0+6MHz～ FH+2.5MHz ≤ -36dBm/100kHz(≤ 0.1W 时 ) F0+6MHz～ FH+2.5MHz ≤ -36dBm/3kHz(＞ 0.1W 时 ) 9kHz-1GHz:≤ -36dBm/100kHz 工作频带外 1GHz-12.75GHz:≤ -30dBm/1MHz 工作频带内 互调 9kHz-1GHz:≤ -36dBm/100kHz 衰减 工作频带外 1GHz-12.75GHz:≤ -30dBm/1MHz ≥ 400kHz 带外 抑制 ≥ 600kHz ≥ 1MHz ≥ 5MHz 功率检测 供电方式 工作温度 构尺寸 功耗 20W ≥ 20dBc ≥ 35dBc ≥ 50dBc ≥ 50dBc 根 据 需 要 适 当 调 整 ， 步 进 ： 50± 5mV +27V， +5C 0℃ ～ 45℃ 0.1W 以 下 机 型 ≤ -36dBm/30kHz， 其 它 ≥ 45dBc 注 1 82± 3dB ≤ 6dB ≥ 30dB/1dB 0-20dB 范 围 内 总 误 差 小 于 ± 1dB， 在 >20dB 范 围 内 总 误 差 小 于 ± 1.5dB 在 最 大 功 率 处 ， 输 入 再 增 加 10dB， 输 出 功 率 变 化 在 ± 2dB 内 , 输 入 信 号 电 平 超 过 10dB 时 ， 输 出 功 率 保 持 在 最 75± 3dB 27± 2dBm 75± 3dB 20± 2dB m 75± 3dB GSM900： 指 定 频 段 DCS1800： 指 定 频 段 17± 2dBm DCS1800： 1745～ 1755MHz GSM900： 指 定 频 段 DCS1800： 指 定 频 段 17± 2dBm
3.1 －指标分析与电路设计思想
指标分析
技术指标要求，小功率射频单元的关键指标指标主要包括 噪声系数、带内波动、电压驻波比、线性、带外抑制 等。
• • • • 噪声系数：对于GSM、DCS不考虑最小增益，比较容易满足；但对于 CDMA、WCDMA要求最小增益噪声，所以衰减不能全部设定在低噪放 里面，只能低噪放、信道各设部分衰减。 带内波动、带外抑制：带内波动主要由射频声表与中频声表决定， 带外抑制主要由中频声表决定，所以选择射频声表与中频声表时， 带内波动、带外抑制一般要相互兼顾，尽量在干路少用射频声表。 电压驻波比：电压驻波比主要由双工器决定，尽量选用驻波好的双 工器。 线形：对于GSM、DCS、CDMA只要求输出线形，所以只需适当选取末 级功放管。而WCDMA则要求输入互调，所以低噪放部分不但线性要 好，增益也不能太高，还要兼顾噪声，输出端则只需适当选取功放 管。
1.3 －功能要求
增益温度补偿（在信道部分增加一组衰减脚，当其它 衰减量不够时作为增益温度补偿使用，增益衰减调节 时不优先打此脚。整机增益调节范围增加4dB。温度 变化范围0℃到45℃，每10℃变化1dB 连同基准点共 有3dB的补偿量。）
1.4 －产品型号
• 根据公司的最新命名规则定义。
1.5 －接口说明
频谱发射模板
杂散辐射 输入互调 输出互调 功率检测 供电方式 工作温度 构尺寸 功耗
1.3 －功能要求
功率指示（有下行输入功率、下行输出功率、下行输 出反射功率，上行输出功率。） 大驻波检测/告警（注意在这里只检测重发天线端口。 根据下行输出反射功率和下行输出功率进行计算得到 驻波比。）电压驻波比计算公式 ALC（单频段和多频段设备ALC控制方法：有上行ALC、 下行ALC功能。ALC开关分上行ALC开关和下行ALC开关； 多频段共用同一个ALC开关；ALC门限分上行ALC门限 和下行ALC门限；不同频段的ALC门限为不同的参数多 子带的ALC控制方法：每个频段有一个上/下行ALC门 限，射频单元完成总功率的ALC控制。）
1.2 －技术指标
WCDMA 单频段小功率直放站主要技术规格
项目 前向 频率范围 通道带宽 最大输出功率 最大增益 噪声系数 增益调节范围/步长 增益调节误差 自动电平控制（ALC） 带内波动 电压驻波比 时延 频率稳定度 矢量幅度误差（EVM） 峰值码域误差（PCDE） ACRR 带外增益 0.05W 0.5W 0.05W 0.5W 2110MHz～2170MHz 10MHz/15MHz/20MHz 17±2dBm 27±2dBm 75±3dB 82±3dB ≤6dB 0.01W：≥25dB/1dB 0-20dB 范围内总误差小于±1dB，在>20dB 范围内总误差小于±1.5dB 0.05W/0.1W/0.2W/0.5W：≥30dB/1dB 在最大功率处，输入再增加 20dB，输出功率变化小于 2dB ≤3dB ≤1.5 ≤5.0μ s ≤± 0.01 ppm ≤12.5% ≤-35dB 满足 3GPP TS 25.106 满足 3GPP TS 25.106 满足 3GPP TS 25.106 满足 3GPP TS 25.106 满足 3GPP TS 25.106 满足 3GPP TS 25.106 根据需要适当调整，步进：50±5mV +27V，+5C 0℃ ～ 45℃ 20W 技术参数 反向 1920MHz～1980MHz 10MHz/15MHz/20MHz 17±2dBm 20±2dBm 75±3dB 75±3dB
项目 技术参数 前向 870～880MHz 其它运营商 0.05W 0.5W 最大增益 0.05W 0.5W 噪声系数（最大和最小增益） 增益调节范围/步长 增益调节误差 自动电平控制（ALC） 带内波动 电压驻波比 时延 每载频带外 工作频带内
Δ f≥750kHz：≤-45dBc/30kHz Δ f≥1.98MHz：≤-60dBc/30kHz
小信号电路设计
Netop Technology Co., Ltd R&D System, July 9, 2012
• 本讲义以小功率直放站（PICO)作为范例讲 述小信号电路的具体设计过程。
目录
• • • • • • • 1、概述 2、参考标准以及文献 3、设计思想 4、原理框图 5、原理说明 6、关键技术 7、结构以及接口定义
Δ f≥900kHz:≤-42dBc/30kHz Δ f≥1.98MHz:≤-54dBc/30kHz
≤-36dBm/30kHz(≤0.1W 时)，≤-36dBm/3kHz(＞0.1W 时) 9kHz～150kHz: ≤-36dBm/1kHz(峰值) 150kHz～30MHz: ≤-36dBm/10kHz(峰值) 30MHz～1GHz: ≤-36dBm/100kHz(不包含 806MHz-821MHz、885MHz-915MHz 和 930MHz-960MHz 频段)
1－概述
• • • • • 1.1无源互调仪用途 1.2技术指标 1.3功能要求 1.4产品型号 1.5接口说明
1.1 －适用范围
• 小信号电路设计在直放站设备中主要应用在低噪声放大器、变 频器、光模块的接收端的信号放大、功放模块的前级推动等模 块中。
1.2 －技术指标
CDMA 单频段小功率直放站射频单元主要技术规格
1.3 －功能要求
射频电源开关（本地监控界面上出现的参数为：射频 电源开关、上行功放开关和下行功放开关；当设置射 频电源开关为开或关时，同时开启或关闭上行射频电 源和下行射频电源、当设置射频电源开关为关时，同 时关断上行功放开关和下行功放；上下行功放开关的 操作，不应影响监控参数射频电源开关的状态值。多 子带设备每个子带有一个信道开关。） 增益调节（每个频段都有上下行独立调节，步进1dB， 可调范围≥30dB。多子带情况下，每个子带增益可独 立调节。）
3 －设计思想
• 小功率直放站由室外天线直接接收空中的下行信号， 经前级低噪放大、频段选频、然后放大到一定的功率， 由室内天线进行覆盖；由室内天线直接接收室内移动 台的上行信号，经前级低噪放大、频段选频、然后放 大到一定的功率，由室外天线送回基站；建立室内的 上、下行通信，实现室内盲区的覆盖。模块有独立的 数字监控电路，完成一系列数字控制、检测及通信的 功能。上/下行射频电路集成到一个模块上，并考虑 100mW、200mW以及500mW系列小功率直放站的兼容。
互调衰减
工作频带外(偏离工作频 带 1MHz 之外)
带外抑制 功率检测 供电方式 工作温度 结构尺寸 功耗
每频段
基准电平：1.2V（根据需要适当调整） ，步进：40±5mV +27V，+5V 0℃ ～ 45℃
20W
1.2 －技术指标
GSM/DCS 单 频 段 小 功 率 直 放 站 主 要 技 术 规 格
反向 825～835MHz 运营商指定频段 17±2dBm 20±2dBm 75±3dB 75±3dB ≤6dB 0.01W：≥25dB/1dB
频率范围 最大输出功率
运营商指定频段 17±2dBm 27±2dBm 75±3dB 82±3dB
0.05W/0.1W/0.2W/0.5W：≥30dB/1dB 0-20dB 范围内总误差小于±1dB，在>20dB 范围内总误差小于±1.5dB 在最大功率处，输入再增加 10dB，输出功率变化在±2dB 内, 输入信号电平超过 10dB 时，输出功 率保持在最大输出功率的±2dB 之内或关闭输出 ≤3dB ≤1.5 ≤5.0μ s