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根据MH—VIC2115功率管完成基站功率放大器的使用规划

基于MH—VIC2115功率管实现基站功率放大器的应用设计-各种无线通信系统的发展,如GSM,WCDMA,TD—SCDMA,WiMAX和Wi—Fi,大大加速了半导体器件和射频功率放大器的研究进程。射频功率 放大器在无线通信系统中起着至关重要的作用,它的设计好坏影响着整个系统的性能,因此,无线系统需要设计性能良好的放大器。不同的通信标准中,对放大器的 性能指标要求又不一样。

引 言

各种无线通讯体系的开展,如GSM,WCDMA,TD—SCDMA,WiMAX和Wi—Fi,大大加快了半导体器材和射频功率扩大器的研讨进程。射频功率 扩大器在无线通讯体系中起着至关重要的效果,它的规划好坏影响着整个体系的功能,因而,无线体系需求规划功能杰出的扩大器。不同的通讯规范中,对扩大器的 功能指标要求又不相同。欧洲WCDMA作为3G移动通讯干流规范之一,所以对其扩大器的研讨规划具有很强的工程含义。许多器材厂商针对WCDMA规范,生 产出各自的射频功率管。本文选用飞思卡尔半导体公司的MH—VIC2115功率管对其扩大器进行规划,运用Advanced Design System软件进行输出匹配电路仿真

1 射频功率扩大器规划

1.1 MHVIC2115介绍

MHVIC2115作为宽带集成电路,用于基站功率扩大器的规划。这个器材选用飞思卡尔最新高压LD—MOS技能,内部集成了三级扩大模块。其作业频率为 1 600~2 600 MHz,而WCDMA的作业频段为2 110~2 170 MHz,能满意规划要求。MHVIC2115既可用于输出级扩大器规划也合适驱动级规划。本文规划一个驱动级扩大器,其增益大于30 dB,增益平整度为±0.3 dB,P1dB为15W,作业电压为28 V。因为MHVIC2115为三级集成功率管,其栅极偏置有VGSl,VGS2,VGS3,如图1所示。

依据MH—VIC2115功率管完结基站功率扩大器的运用规划

确认运用MHVIC2115器材后,有必要对其输入输出进行匹配,满意必定的带宽、驻波比等要求。考虑到MHVIC2115内部集成了输入匹配电路,所以输入 端口直接接50Ω的微带线。而器材的输出端并没有匹配到50 Ω,需求规划相应的输出匹配电路用来完结器材输出端口与端接负载间的匹配。为了取得最大输出功率或功率,输出匹配电路把最佳负载匹配到50Ω。

1.2 MHVIC2115原理图

参阅厂商的datasheet中的原理图,用Protel画出相应的原理图,如图2所示。

这儿对参阅规划进行了改进,厂商的参阅资料中的栅极偏置VGSl,VGS2,VGS2运用不同的电源端口,而本文运用电位器来调理不同偏置电压,运用同一个 电源VGS。这关于测验来说对错常有利的,能够削减运用直流电压源的个数,便利调试。需求留意的是,Protel中微带线无法表明,这儿只用一般的导线来替代。

1.3 输出匹配仿真

关于MHVIC2115器材,因为无法获取完好的电路模型,本文运用datasheet中测验的数据进行输出匹配电路的规划。依据与Zout之间的共轭关 系,很简单得出器材Zout。然后运用文本编辑器生成一个Zout.slp。Zout.slp文件中阻抗值如表1所示。

在ADS中选用S1P数据模型来替代器材的输出阻抗,把模型途径设置成Zout.slp文件对应的途径。整个输出阻抗匹配电路如图3所示,选用微带线和分立 元件来规划。板材选用Arlon AD255,其相对介电常数为2.55,介质厚度为0.762 mm,铜膜厚度为35μm。

优化前后的成果如图4所示,优化后S(1,1)小于一24 dB,此刻电压驻波比VSWR小于1.13。因为Zott.slp只包含了3个频率点,所以仿真曲线不滑润。

开始仿真后,能够再进行电路参数优化。需求留意,电容值在优化时被设置成接连的变量,可是实践厂商的电容值是离散的。所以在优化仿真之后,要把抱负电容值改 成离实践电容最近的值,然后再仿真。实践匹配、旁路电容选用AVX厂商的ACCU—P系列的射频微波电容,该电容Q值高,容差小,等效串联电阻小,合适放 大器规划。

而输入端口直接接50的微带线,宽度为2。因为器材引脚的距离小,不允许输入端口到引脚的微带线一向为2,需求一个锥形微带线过渡到引脚。

2 PCB的规划

MHVIC2115输出匹配仿真完结之后,用Protel对其进行PCB规划。在画输出电路时,实践微带线的尺度有必要与仿真参数共同。完好的PCB规划如图5所示。

PCB规划中需求留意的是,MHVIC2115器材底面源极接地规划。MHVIC2115器材选用PFT一16封装,而飞思卡尔对PFT一16类型封装的焊盘设 计进行了具体的介绍。考虑到实践焊接过程中,焊盘上过孔简单呈现虚焊,或许孔内有空气填充,还会形成PCB底面焊锡堆积。为了处理上述或许存在的问题,这 里割去相应的焊盘区域,然后选用金属支座来承载MH—VIC2115器材。既能处理导电、导热问题,又有利于器材的装置固定。

3 结 语

该文首要介绍了MHVIC2115器材的特性。战胜电路模型无法获取问题,选用S1P模型来仿真规划输出匹配电路。仿真成果表明其输出端口的S11小于一 24 dB,电压驻波比VSWR小于1.13,契合规划方针。最终在PCB设计时,提出改用金属支座来承载MHVIC2115器材,用于器材底面源极接地,改进 其导电、导热性,并且利于器材装置固定。

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