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[導(dǎo)讀]隨著移動(dòng)數(shù)據(jù)通信技術(shù)的蓬勃發(fā)展,對各種無線設(shè)備的硬件及技術(shù)要求也越來越高,從而在實(shí)現(xiàn)各種通信環(huán)境之下穩(wěn)定、安全、高速的數(shù)據(jù)傳輸未來移動(dòng)通信的研究重點(diǎn)。射頻放大器

隨著移動(dòng)數(shù)據(jù)通信技術(shù)的蓬勃發(fā)展,對各種無線設(shè)備的硬件及技術(shù)要求也越來越高,從而在實(shí)現(xiàn)各種通信環(huán)境之下穩(wěn)定、安全、高速的數(shù)據(jù)傳輸未來移動(dòng)通信的研究重點(diǎn)。射頻放大器(PA)作為發(fā)射機(jī)的末端,在電路設(shè)計(jì)中要考慮很多細(xì)節(jié),比如:調(diào)制信號是否達(dá)到所需要的發(fā)射功率,接收機(jī)是否能夠完整、滿意的信號電平,信號放大后如何保證不失真等等。今天,小編來問大家繼續(xù)講解有關(guān)RF放大器相關(guān)的一些知名射頻半導(dǎo)體廠商方案。

村田(Murata)自適應(yīng)通信多級構(gòu)成PA 電路

概述:村田自主研發(fā)的功率放大器,采用多級構(gòu)成PA,從而穩(wěn)定保證RF射頻達(dá)到發(fā)射所需功率,同時(shí)能夠根據(jù)相應(yīng)的通信方式改變PA的構(gòu)成。

村田自適應(yīng)多級構(gòu)成PA - 詳細(xì)介紹:

圖1為PA的電路示例。由于單級PA難以達(dá)到所要求的輸出功率,因此通常為多級構(gòu)成。圖1的PA為二級構(gòu)成,但是所要求的輸出功率因手機(jī)通信方式而異,故須根據(jù)相應(yīng)的通信方式來改變PA的構(gòu)成。例如,GSM要求的輸出功率比UMTS大,因此,UMTS多為二級構(gòu)成,而GSM則多為三級構(gòu)成。

 

 

圖1: 功率放大電路 (二級構(gòu)成)

1. 阻抗匹配 (匹配)

在信號的傳送線路,讓發(fā)送端電路的輸出阻抗與接收端電路的輸入阻抗一致,匹配后,可以最大限度地把發(fā)送端的電力傳送到接收端。

因此,PA的輸入輸出部分也需要匹配電路。

匹配電路使用電容器和電感器,請確認(rèn)要使用的頻帶具備充分的特性 (Q、自諧振頻率等) 。

2. 輸入匹配電路

T大多數(shù)輸入匹配電路的信號電平較小,并且零件的Q的大小對PA特性沒有那么大的影響。此外,為了滿足最近的PA小型化需求,選擇小型電感器的情況也日益增多。

村田的電感器中,薄膜型LQP03TN_02系列 (0.6&TImes;0.3mm) 和更小型的LQP02TQ_02系列 / LQP02TN_02系列(0.4&TImes;0.2mm) 很合適。

圖2為LQP02TQ_02/LQP02TN_02/LQP03TN的Q (均為6.8nH) 對比圖表。此圖表是采用了前面介紹的SimSurfing表示的。

 

 

圖2: LQP02TQ_02/LQP02TN_02/LQP03TN的Q對比 (均為6.8nH)

3. 輸出匹配電路

由于被PA放大的信號通過輸出匹配電路,因此信號電平將增大,并且零件的Q也將對PA特性產(chǎn)生很大影響。RF電感器也是Q越大,PA的增益就越大,并且還可以縮小輸出電流。故請一邊調(diào)整所要求的增益和輸出電流等,一邊擇RF電感器。

村田的電感器中,繞線型LQW系列的Q最高,使用LQW系列可以獲得高性能的PA特性。 小尺寸、Q值較高的 LQW04AN_00系列(0.8&TImes;0.4mm間距)/ LQW03AW_00系列(0.53&TImes;0.4mm間距)很合適。另外,在要求更小型化的情況下,尺寸為0603,Q值最高的薄膜式LQP03HQ系列(0.6×0.3毫米)為首選。

圖3、圖4為LQW03AW/LQW04AN/LQP03HQ的 (7.5nH) 對比圖表。

 

 

圖3: LQW03AW/LQW04AN/LQP03HQ的Q對比 (均為7.5nH)

4. 電源線

為了達(dá)到阻止 (扼流) 交流 (信號或噪聲) 、只通過直流的目的,PA的電源線采用扼流線圈。如果扼流線圈出現(xiàn)電壓下降,就會(huì)影響PA特性,因此希望電感器的直流電阻盡可能小。一級的輸出功率較小,因此流過扼流線圈的電流較小; 隨著后一級輸出功率的增大,流過扼流線圈的電流將增大。

另外,經(jīng)常會(huì)有PA內(nèi)的扼流線圈寫入多層基板的情況發(fā)生、扼流線圈占據(jù)了PA的大部分面積,就會(huì)阻礙PA本身的小型化。

村田為PA的小型化做出了貢獻(xiàn),在電流較小的初段,推薦使用薄膜型的LQP03TN_02系列(0.6×0.3毫米)。另外、在電流較大的后端,推薦使用PA扼流專用的LQP03P系列(0.6×0.3毫米)產(chǎn)品。

此外、這里的鏈接介紹了DCDC變流器以及PA間的電源線噪音措施案例,推薦了措施相關(guān)產(chǎn)品LQW15C系列(1.0×0.5mm)。

村田在輸入、輸出匹配電路,內(nèi)部電源線之間,推薦部分適用的產(chǎn)品系列:

[輸入匹配電路]

?LQP02TQ ?LQP02TN ?LQP03TN

[輸出匹配電路]

?LQW04AN ?LQP03HQ

[電源線(PA內(nèi)部)]

?LQP03P

[電源線(DCDC-PA間)]

?LQW15C ?LQW18C

村田針對適用于手機(jī)及智能手機(jī)開發(fā)多種低功耗、小尺寸、支持多頻段的發(fā)射模塊,如LMPR5LCA-D71/D72系列產(chǎn)品,支持雙頻段Dual Band (Band1/Band5+18) , 單頻段Single Band (Band11) ,產(chǎn)品采用LTCC基板高度集成SAW濾波器、功率放大器和磁穩(wěn)定器為一體,器件體積相比原有產(chǎn)品縮小50%。

 

 

村田高度集成適用于智能機(jī)的發(fā)射模塊

 

 

世界最小、低功耗智能終端RF發(fā)射模塊LMPR5LCA-D71/D72

 

 

世界首創(chuàng)集SAW濾波器、功率放大器和穩(wěn)定器為中心一體發(fā)射模塊

HFQPRAPCA-064/065/066

凌力爾特(Linear)集成信號鏈路 μModule 接收器

凌力爾特信號鏈路模塊采用與多芯片模塊 (MCM) 相似的系統(tǒng)級封裝 (SiP) 技術(shù),旨在把采用不同制造工藝的組件與無源組件集成起來,以實(shí)現(xiàn)一個(gè)集成型子系統(tǒng)。微型模塊 (μModule) 接收器由高性能、高速 ADC 與固定增益、高速放大器和抗混疊濾波器組成。集成型 ADC + 驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品包括集成旁路電容,并簡化了保持 AC 性能所需的高頻電路布局。

在RF/無線應(yīng)用方面,凌力爾特提供多種對于RF射頻前端的一體化解決方案。包括了RF射頻功率檢測,IF放大器及ADC驅(qū)動(dòng)器,在功率放大器方面提供如可變增益放大器、單位增益緩沖放大器及相應(yīng)的功率放大器控制器,低功耗收發(fā)器及高集成度、針對信號鏈路的 μModule 接收器產(chǎn)品系列。

 

 

凌力爾特 μModule 接收器產(chǎn)品系列

鏈路 μModule 接收器包括LTM9013/9012/9011/9010/9009/9004/9003/9002/9001

通信鏈路 μModule 接收器產(chǎn)品示例:

① 雙通道14位、支持 300MHz低通濾波寬帶接收器 - LTM9013

特點(diǎn):

· 集成型 I/Q 解調(diào)器、IF 放大器、和雙通道 14 位、310Msps 高速 ADC

· 外部高通濾波器允許進(jìn)行帶寬調(diào)節(jié)

· 用于每個(gè)通道的 300MHz 低通濾波器

· RF 輸入頻率范圍:0.7GHz 至 4GHz

· 50Ω 單端 RF 端口

· 50Ω 差分 LO 端口

· 頻率平坦度:1.3dB (典型值)

· 在 -7dBFS 具有 66dBc IM3 電平

· 在 -1dBFS 具有 59dB SNR

· 并聯(lián) DDR LVDS 輸出

· 時(shí)鐘占空比穩(wěn)定器

· 低功率:2.6W

· 停機(jī)和打盹模式

· 15mm x 15mm BGA 封裝

典型應(yīng)用:

 

 

 

 

描述:

LTM?9013 是一款 300MHz 寬帶接收器。該器件采用集成系統(tǒng)級封裝 (SiP) 技術(shù),是 μModule? (微型模塊) 接收器,內(nèi)置一個(gè)雙通道高速 14 位 A/D 轉(zhuǎn)換器、低通濾波器、差分增益級和一個(gè)正交解調(diào)器。

LTM9013 非常適合于寬帶 I/Q 接收器應(yīng)用,其 AC 性能包括 59dB SNR 和 1.3dB 頻率平坦度 (從 DC 至 300MHz)。在該器件的外部使用一個(gè)高通濾波器或簡單的 AC 耦合,以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)靈活性。集成型片內(nèi)寬帶變壓器在 RF 輸入端上提供了一個(gè) 50Ω 單端接口。

一個(gè) 5V 電源負(fù)責(zé)為解調(diào)器供電,而一個(gè) 3.3V 電源則用于給 IF 放大器供電,以實(shí)現(xiàn)最小的失真。一個(gè) 1.8V 電源允許執(zhí)行低功率 ADC 操作。一個(gè)單獨(dú)的輸出電源使得 DDR LVDS 輸出能夠驅(qū)動(dòng) 1.8V 邏輯電路。一個(gè)可任選的多路復(fù)用器允許兩個(gè)通道共用一根數(shù)字輸出總線。一個(gè)任選的時(shí)鐘占空比穩(wěn)定器在全速和多種時(shí)鐘占空比條件下實(shí)現(xiàn)了高性能。

應(yīng)用:

· 電信

· 寬帶、低 IF 接收器

· 數(shù)字預(yù)失真接收器

· 蜂窩基站

② RF無線低功率收發(fā)器產(chǎn)品系列

凌力爾特低功率收發(fā)器可在電源電壓低至 1.8V 的條件下正常運(yùn)作的低電壓 RF 器件系列。這些器件包括 RF 前端、I-Q 調(diào)制器、IF 解調(diào)器和 RSSI 接收器,它們組合起來形成了一個(gè) 2GHz 收發(fā)器。

 

 

RF無線低功率收發(fā)器產(chǎn)品系列

系列包括LT5500/5506/5546/5502等

LT5500 低功率收發(fā)器產(chǎn)品介紹:

 

 

 

 

LT5500低功耗收發(fā)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

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