藍牙功率放大器SE2425U及其應用

時間：2009-01-16 11:23:38

關鍵字：藍牙功率放大器 SE 輸出功率

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[導讀]除了提高EDR性能、減小電流消耗量外，功率放大器SE2425U還能夠減少材料清單和縮小第1類藍牙解決方案的總體尺寸。該簡單的數(shù)字偏置解決方案可保證提供第2類功率級的低功耗，同時在高輸出功率下仍然維持高效增強速率工作。圖5a為傳統(tǒng)設計方案中利用一個較舊的基本速率功率放大器同時實現(xiàn)第1類和第2類工作時所采用的舊式結(jié)構(gòu)。這種解決方案需要一個額外的開關，在需要實施第2類工作時，傳輸器完全繞過功率放大器。圖5b則給出如何利用SE2425U實現(xiàn)這種解決方案，而不需旁路開關組件。在第2類輸出功率級，SE2425U將在靜態(tài)范圍內(nèi)工作，此時該器件仍然提供增益，讓藍牙傳輸器能夠以較低的輸出功率傳輸，從而降低收發(fā)器的電流消耗量。

1概述

SE2425U功率放大器是專為標準藍牙和增強型數(shù)據(jù)速率應用而優(yōu)化設計的微型功率放大器。在標準速率GFSK模式下SE2425U的輸出功率為+25dBm；在增強型速率8DPSK模式下則為+19.5 dBm。在任一種模式下，SE2425U也都能提供業(yè)界領先的+20 dBm天線，確保較長距離傳輸以維持穩(wěn)定可靠。SE2425U的傳輸距離為100 m，實現(xiàn)帶寬高達3Mbit／s的藍牙無線連接。SE2425U應用于藍牙手機、PDA、無線耳機、筆記本電腦和無繩電話。優(yōu)化EDR性能，并能在更長距離上支持EDR。

SE2425U基于高效的硅鍺結(jié)構(gòu)，確保在3.3 V單電源，輸出功率為+20 dBm時，電流消耗量低至120 mA。此外，SE2425U還具有低電流消耗、功率節(jié)省模式在電池供電的移動設備中，首次實現(xiàn)對第1類和第2類操作的支持；SE2425U具有很低的靜態(tài)電流，可在同一設計中支持第1類和第2類操作，但不影響電池壽命。在第2類輸出功率級。電流消耗量僅為29 mA。

2主要技術(shù)指標

2.1 SE2425U相關參數(shù)

SE2425U相關參數(shù)的最大額定值如表1所列。

2.2電氣特性

在VCC0=VCC1=VCC2=VCC3=3.3 V，TC=25℃，f為2.45GHz條件下，SE2425U的直流特性如表2所列。

在VEN=VCC0=VCC1=VCC2=VCC3=3.3 V，VMODE為低電平，PEN=-6dBm,TC=25℃，f為2.45GHz條件下，SE2425U的交流特性如表3所列。

3 內(nèi)部結(jié)構(gòu)

SE2425U采用小型16引腳QFN封裝(尺寸僅為3 min×3 mm×0.5 mm)，引腳排列如圖1所示。

SE2425U是首款全集成功率放大器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。SE2425U還包含了一個集成式CMOS啟動接口，并結(jié)合輸入匹配、電源去耦合、級間匹配和一個"易于匹配"的輸出。這一輸出匹配集成了高Q電感，以減少組件數(shù)目和材料清單。該器件只需2只外接電容，因此具備一定的靈活性，能以高成本方式與多家開關及濾波器供應商合作，并且應對與不同應用相關的布線限制。

4特性曲線

SE2425U是專門針對藍牙EDR和基本速率二者設計的功率放大器。SE2425U具有一個數(shù)字模式開關，能在高功率和低功率模式之間變換放大器偏置方式。這種模式開關以CMOS工藝制成，故可以根據(jù)封裝在數(shù)據(jù)包上動態(tài)切換模式；或者可以由設計人員根據(jù)需求提供滿足輸出功率和線性度要求的偏置方案，對模式引腳采用硬連接。在高模式下，靜態(tài)電流約為81 mA，而SE2425U可提供20 dBm的EDR輸出功率，并仍然滿足頻譜要求。在低模式下，SE2425U的靜態(tài)電流超低，只有29 mA，EDR輸出功率為25 dBm。在兩種模式下，基本藍牙輸出功率都維持在25 dBm左右，留有5 dB的裕量來應對后置PA的大量損耗，并仍滿足所有的第1類要求。

在VEN=VCC0=VCC1=VCC2=VCC3=3.3 V，VMODE為低電平，TC=25℃，f=2.45 GHz的檢測條件下，SE2425U在低模式下的特性曲線如圖3所示。

在VEN=VCC0=VCC1=VCC2=VCC3=3.3 V，VMODE為高電平，TC=25℃，f=2.45 GHz的檢測條件下，SE2425U在高模式下的特性曲線如圖4所示。

5便攜式產(chǎn)品應用設計

除了提高EDR性能、減小電流消耗量外，功率放大器SE2425U還能夠減少材料清單和縮小第1類藍牙解決方案的總體尺寸。該簡單的數(shù)字偏置解決方案可保證提供第2類功率級的低功耗，同時在高輸出功率下仍然維持高效增強速率工作。圖5a為傳統(tǒng)設計方案中利用一個較舊的基本速率功率放大器同時實現(xiàn)第1類和第2類工作時所采用的舊式結(jié)構(gòu)。這種解決方案需要一個額外的開關，在需要實施第2類工作時，傳輸器完全繞過功率放大器。圖5b則給出如何利用SE2425U實現(xiàn)這種解決方案，而不需旁路開關組件。在第2類輸出功率級，SE2425U將在靜態(tài)范圍內(nèi)工作，此時該器件仍然提供增益，讓藍牙傳輸器能夠以較低的輸出功率傳輸，從而降低收發(fā)器的電流消耗量。