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RF PA扩大电路设计的几种思路

随着移动数据通信技术的蓬勃发展,对各种无线设备的硬件及技术要求也越来越高,从而在实现各种通信环境之下稳定、安全、高速的数据传输未来移动通信的

跟着移动数据通讯技能的蓬勃发展,对各种无线设备的硬件及技能要求也越来越高,然后在完成各种通讯环境之下安稳、安全、高速的数据传输未来移动通讯的研讨要点。射频扩大器(PA)作为发射机的结尾,在电路规划中要考虑许多细节,比方:调制信号是否到达所需求的发射功率,接纳机是否可以完好、满意的信号电平,信号扩大后怎么确保不失真等等。今日,小编来问我们持续解说有关RF扩大器相关的一些闻名射频半导体厂商计划。

村田(Murata)自适应通讯多级构成PA 电路

概述:村田自主研制的功率扩大器,选用多级构成PA,然后安稳确保RF射频到达发射所需功率,一起可以依据相应的通讯方法改动PA的构成。

村田自适应多级构成PA – 具体介绍:

图1为PA的电路示例。因为单级PA难以到达所要求的输出功率,因而一般为多级构成。图1的PA为二级构成,可是所要求的输出功率因手机通讯方法而异,故须依据相应的通讯方法来改动PA的构成。例如,GSM要求的输出功率比UMTS大,因而,UMTS多为二级构成,而GSM则多为三级构成。

图1: 功率扩大电路 (二级构成)

1. 阻抗匹配 (匹配)

在信号的传送线路,让发送端电路的输出阻抗与接纳端电路的输入阻抗共同,匹配后,可以最大极限地把发送端的电力传送到接纳端。

因而,PA的输入输出部分也需求匹配电路。

匹配电路运用电容器和电感器,请承认要运用的频带具有充沛的特性 (Q、自谐振频率等) 。

2. 输入匹配电路

T大多数输入匹配电路的信号电平较小,而且零件的Q的巨细对PA特性没有那么大的影响。此外,为了满意最近的PA小型化需求,挑选小型电感器的状况也日益增多。

村田的电感器中,薄膜型LQP03TN_02系列 (0.6TImes;0.3mm) 和更小型的LQP02TQ_02系列 / LQP02TN_02系列(0.4TImes;0.2mm) 很适宜。

图2为LQP02TQ_02/LQP02TN_02/LQP03TN的Q (均为6.8nH) 比照图表。此图表是选用了前面介绍的SimSurfing表明的。

图2: LQP02TQ_02/LQP02TN_02/LQP03TN的Q比照 (均为6.8nH)

3. 输出匹配电路

因为被PA扩大的信号经过输出匹配电路,因而信号电平将增大,而且零件的Q也将对PA特性产生很大影响。RF电感器也是Q越大,PA的增益就越大,而且还可以缩小输出电流。故请一边调整所要求的增益和输出电流等,一边择RF电感器。

村田的电感器中,绕线型LQW系列的Q最高,运用LQW系列可以获得高功能的PA特性。 小尺度、Q值较高的 LQW04AN_00系列(0.8TImes;0.4mm距离)/ LQW03AW_00系列(0.53TImes;0.4mm距离)很适宜。别的,在要求更小型化的状况下,尺度为0603,Q值最高的薄膜式LQP03HQ系列(0.6×0.3毫米)为首选。

图3、图4为LQW03AW/LQW04AN/LQP03HQ的 (7.5nH) 比照图表。

图3: LQW03AW/LQW04AN/LQP03HQ的Q比照 (均为7.5nH)

4. 电源线

为了到达阻挠 (扼流) 沟通 (信号或噪声) 、只经过直流的意图,PA的电源线选用扼流线圈。假如扼流线圈呈现电压下降,就会影响PA特性,因而期望电感器的直流电阻尽可能小。一级的输出功率较小,因而流过扼流线圈的电流较小; 跟着后一级输出功率的增大,流过扼流线圈的电流将增大。

别的,常常会有PA内的扼流线圈写入多层基板的状况产生、扼流线圈占有了PA的大部分面积,就会阻止PA自身的小型化。

村田为PA的小型化做出了奉献,在电流较小的初段,引荐运用薄膜型的LQP03TN_02系列(0.6×0.3毫米)。别的、在电流较大的后端,引荐运用PA扼流专用的LQP03P系列(0.6×0.3毫米)产品。

此外、这儿的链接介绍了DCDC变流器以及PA间的电源线噪音办法事例,引荐了办法相关产品LQW15C系列(1.0×0.5mm)。

村田在输入、输出匹配电路,内部电源线之间,引荐部分适用的产品系列:

[输入匹配电路]

?LQP02TQ ?LQP02TN ?LQP03TN

[输出匹配电路]

?LQW04AN ?LQP03HQ

[电源线(PA内部)]

?LQP03P

[电源线(DCDC-PA间)]

?LQW15C ?LQW18C

村田针对适用于手机及智能手机开发多种低功耗、小尺度、支撑多频段的发射模块,如LMPR5LCA-D71/D72系列产品,支撑双频段Dual Band (Band1/Band5+18) , 单频段Single Band (Band11) ,产品选用LTCC基板高度集成SAW滤波器、功率扩大器和磁安稳器为一体,器材体积比较原有产品缩小50%。

村田高度集成适用于智能机的发射模块

国际最小、低功耗智能终端RF发射模块LMPR5LCA-D71/D72

国际创始集SAW滤波器、功率扩大器和安稳器为中心一体发射模块

HFQPRAPCA-064/065/066

凌力尔特(Linear)集成信号链路 μModule 接纳器

凌力尔特信号链路模块选用与多芯片模块 (MCM) 类似的体系级封装 (SiP) 技能,旨在把选用不同制作工艺的组件与无源组件集成起来,以完成一个集成型子体系。微型模块 (μModule) 接纳器由高功能、高速 ADC 与固定增益、高速扩大器和抗混叠滤波器组成。集成型 ADC + 驱动器产品包含集成旁路电容,并简化了坚持 AC 功能所需的高频电路布局。

在RF/无线运用方面,凌力尔特供给多种关于RF射频前端的一体化解决计划。包含了RF射频功率检测,IF扩大器及ADC驱动器,在功率扩大器方面供给如可变增益扩大器、单位增益缓冲扩大器及相应的功率扩大器控制器,低功耗收发器及高集成度、针对信号链路的 μModule 接纳器产品系列。

凌力尔特 μModule 接纳器产品系列

链路 μModule 接纳器包含LTM9013/9012/9011/9010/9009/9004/9003/9002/9001

通讯链路 μModule 接纳器产品示例:

① 双通道14位、支撑 300MHz低通滤波宽带接纳器 – LTM9013

特色:

· 集成型 I/Q 解调器、IF 扩大器、和双通道 14 位、310Msps 高速 ADC

· 外部高通滤波器答应进行带宽调理

· 用于每个通道的 300MHz 低通滤波器

· RF 输入频率规模:0.7GHz 至 4GHz

· 50Ω 单端 RF 端口

· 50Ω 差分 LO 端口

· 频率平整度:1.3dB (典型值)

· 在 -7dBFS 具有 66dBc IM3 电平

· 在 -1dBFS 具有 59dB SNR

· 并联 DDR LVDS 输出

· 时钟占空比安稳器

· 低功率:2.6W

· 停机和打盹形式

· 15mm x 15mm BGA 封装

典型运用:

描绘:

LTM?9013 是一款 300MHz 宽带接纳器。该器材选用集成体系级封装 (SiP) 技能,是 μModule? (微型模块) 接纳器,内置一个双通道高速 14 位 A/D 转换器、低通滤波器、差分增益级和一个正交解调器。

LTM9013 十分适合于宽带 I/Q 接纳器运用,其 AC 功能包含 59dB SNR 和 1.3dB 频率平整度 (从 DC 至 300MHz)。在该器材的外部运用一个高通滤波器或简略的 AC 耦合,以完成规划灵活性。集成型片内宽带变压器在 RF 输入端上供给了一个 50Ω 单端接口。

一个 5V 电源担任为解调器供电,而一个 3.3V 电源则用于给 IF 扩大器供电,以完成最小的失真。一个 1.8V 电源答应履行低功率 ADC 操作。一个独自的输出电源使得 DDR LVDS 输出可以驱动 1.8V 逻辑电路。一个可任选的多路复用器答应两个通道共用一根数字输出总线。一个任选的时钟占空比安稳器在全速和多种时钟占空比条件下完成了高功能。

运用:

· 电信

· 宽带、低 IF 接纳器

· 数字预失真接纳器

· 蜂窝基站

② RF无线低功率收发器产品系列

凌力尔特低功率收发器可在电源电压低至 1.8V 的条件下正常运作的低电压 RF 器材系列。这些器材包含 RF 前端、I-Q 调制器、IF 解调器和 RSSI 接纳器,它们组合起来形成了一个 2GHz 收发器

RF无线低功率收发器产品系列

系列包含LT5500/5506/5546/5502等

LT5500 低功率收发器产品介绍:

LT5500低功耗收发器内部结构图

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