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ADI:升压电源和高压 DAC 为 天线和滤波器供给调谐 信号

文章转自ADI官网,版权归属原作者所有 天线阵列和滤波器常常通过改变钛酸钡锶(BST)

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天线阵列和滤波器常常经过改动钛酸钡锶(BST)电容上的电压来进行调谐。将这种铁电资料运用于电容时,只需施加一个电压,即可导致其晶体结构发作细微的改动,然后改动其介电常数,电容值因此随之改动。比较于传统的变容二极管,电子可调谐BST电容可以处理更高的功率和更大的信号起伏。

在典型运用中,调谐电容可补偿器材容差,调整滤波器的截止频率,或许匹配可调谐天线的网络阻抗。BST电容的调谐是经过施加0 V至30 V的电压来完成。现代电子器材所用的电源电压出现越来越低的趋势,3.3 V、2.5 V乃至1.8 V电源已成为常用电源,尤其是在电池供电的运用中。假如只是针对这一功用而添加一个独自的电源,虽然可以获得调谐的优点,但并不总是值得这样做。因此,需求一种简洁的方法来发生所需电源。

以此运用为例,假定电源电压为3 V,但为了彻底操控BST电容,需求20 V以上的电压。两个首要电路模块分别是升压开关转换器ADP1613和高压DAC AD5504。图1所示电路可发生高达30 V的DAC输出电压。DAC输出设置BST电容的偏置电压,然后调整天线呼应。

Figure 1
图1. 升压电源和高压DAC为BST电容供给调谐信号

AD1613是一款升压DC-DC开关转换器(图4),集成了功率开关,可以供给高达20 V的输出电压。经过运用外部器材,它可以输出更高的电压。如图所示,ADP1613从3 V输入发生32 V输出。ADIsimPower东西可以协助规划人员依据输入要求轻松确认恰当的器材。

ADP1613的32 V输出为四通道12位高压DAC AD5504(图5)供电,而该DAC的四路输出各自可以供给最高60 V的电压。R_SEL 引脚上的电压决议其满量程输出。在此运用中,R_SEL连接到VDD,然后将满量程输出设置为30 V。DAC寄存器经过3 V兼容串行接口进行更新。使用脉冲将负载引脚(LDAC)拉低,可以一起更新一切四个DAC,因此可以一起改动四个BST电容。

图2所示为一个用作可调谐匹配网络的BST电容的等效电路。图3显现了BST电容与电压的传递函数以及天线呼应。BST电容可以从Agile RF等供货商处购得。

Figure 2
图2. BST电容等效电路
Figure 3
图3. 偏置电压与BST电容的联系以及相应的天线呼应
Figure 4
图4. ADP1613功用框图
Figure 5
图5. AD5504功用框图

诸如图1所示的电路对现在正遭到两种敌对要求夹攻的新一代移动电话有利。一方面自始自终地需求减小尺度和功耗,而另一方面又需求进步功用,以便经过在更小的体积中装置更多天线和无线电体系来使用更多的频段。就体积和功率而言,天线规划人员渐已到达物理规划的极限,一旦缩小天线体积,功率即会下降。可调谐天线处理了多频段、多形式手机中的这一问题,而且可以扩展手机的作业频率规模,例如从美国GSM850切换到欧洲GSM900,一起尺度和功率坚持不变。在多用途设备中,发送短信、通话或阅读网络会涉及到不同的头部和手部方位,这会给天线供给不同的负载阻抗,导致天线失和谐信号质量下降。可调谐阻抗匹配网络则能依据条件改动见机行事,康复失谐的信号。

升压DC/DC开关转换器作业频率为650 kHz/1300 kHz

ADP1613 升压转换器选用2.5 V至5.5 V单电源供电,却可以供给150 mA以上的电流和高达20 V的电压。经过将一个2 A、0.13 Ω功率开关与一个电流形式脉宽调制调节器集成在一起,其输出随输入电压、负载电流和温度改动而改动的起伏不到1%。作业频率可经过引脚挑选,并可经过优化完成高功率或最小外部元件尺度:650 kHz时,其功率可到达90%;1.3 MHz时,其电路可以以最小空间完成,因此十分合适便携式设备和液晶显现器中的空间受限环境。可调软发动电路可将浪涌电流降至最小,然后确保安全、可猜测的发动条件。ADP1613在开关状况下的功耗为2.2 mA,在非开关状况下的功耗为700 μA,而在关断形式下的功耗为10 nA。它选用8引脚MSOP封装,额外温度规模为–40°C至+85°C,千片订量报价为0.70美元/片。

四通道12位DAC供给高压输出

四通道12位高压DAC AD5504 供给引脚可选的0 V至30 V或0 V至60 V输出规模。该器材功用完好,内置精细基准电压源、温度传感器、四个双缓冲DAC和四个高压放大器。上电时,数字部分使能并设置为已知状况,模仿部分则坚持禁用状况,n power-up, the dig直到经过SPI端口发出上电指令。假如芯片温度超越110°C,温度传感器将断开模仿输出,并设置一个报警标志。在30 V形式下,AD5504的最大微分非线性(DNL)额外值为1 LSB,而最大积分非线性(INL)额外值为3 LSB。它选用10 V至62 V和2.3 V至5.5 V电源供电,正常形式下的功耗为2 mA,而掉电形式下的功耗为30 μA。它选用16引脚TSSOP封装,额外温度规模为–40°C至+105°C,千片订量报价为9.92美元/片。

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