隨著移動數據通信技術的蓬勃發展,對各種無線設備的硬件及技術要求也越來越高,從而在實現各種通信環境之下穩定、安全、高速的數據傳輸未來移動通信的研究重點。射頻放大器(PA)作為發射機的末端,在電路設計中要考慮很多細節,比如:調制信號是否達到所需要的發射功率,接收機是否能夠完整、滿意的信號電平,信號放大后如何保證不失真等等。今天,小編來問大家繼續講解有關RF放大器相關的一些知名射頻半導體廠商方案。
村田(Murata)自適應通信多級構成PA 電路
概述:村田自主研發的功率放大器,采用多級構成PA,從而穩定保證RF射頻達到發射所需功率,同時能夠根據相應的通信方式改變PA的構成。
村田自適應多級構成PA - 詳細介紹:
圖1為PA的電路示例。由于單級PA難以達到所要求的輸出功率,因此通常為多級構成。圖1的PA為二級構成,但是所要求的輸出功率因手機通信方式而異,故須根據相應的通信方式來改變PA的構成。例如,GSM要求的輸出功率比UMTS大,因此,UMTS多為二級構成,而GSM則多為三級構成。
圖1: 功率放大電路 (二級構成)
1. 阻抗匹配 (匹配)
在信號的傳送線路,讓發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 (0.6×0.3mm) 和更小型的LQP02TQ_02系列 / LQP02TN_02系列(0.4×0.2mm) 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(0.8×0.4mm間距)/ LQW03AW_00系列(0.53×0.4mm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。如果扼流線圈出現電壓下降,就會影響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,經常會有PA內的扼流線圈寫入多層基板的情況發生、扼流線圈占據了PA的大部分面積,就會阻礙PA本身的小型化。
村田為PA的小型化做出了貢獻,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,推薦了措施相關產品LQW15C系列(1.0×0.5mm)。
村田在輸入、輸出匹配電路,內部電源線之間,推薦部分適用的產品系列:
[輸入匹配電路]
?LQP02TQ ?LQP02TN ?LQP03TN
[輸出匹配電路]
?LQW04AN ?LQP03HQ
[電源線(PA內部)]
?LQP03P
[電源線(DCDC-PA間)]
?LQW15C ?LQW18C
村田針對適用于手機及智能手機開發多種低功耗、小尺寸、支持多頻段的發射模塊,如LMPR5LCA-D71/D72系列產品,支持雙頻段Dual Band (Band1/Band5+18) , 單頻段Single Band (Band11) ,產品采用LTCC基板高度集成SAW濾波器、功率放大器和磁穩定器為一體,器件體積相比原有產品縮小50%。
村田高度集成適用于智能機的發射模塊
世界最小、低功耗智能終端RF發射模塊LMPR5LCA-D71/D72
世界首創集SAW濾波器、功率放大器和穩定器為中心一體發射模塊
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) 相似的系統級封裝 (SiP) 技術,旨在把采用不同制造工藝的組件與無源組件集成起來,以實現一個集成型子系統。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 + 驅動器產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驅動器,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的功率放大器控制器,低功耗收發器及高集成度、針對信號鏈路的 μModule 接收器產品系列。
凌力爾特 μModule 接收器產品系列
鏈路 μModule 接收器包括LTM9013/9012/9011/9010/9009/9004/9003/9002/9001
通信鏈路 μModule 接收器產品示例:
① 雙通道14位、支持 300MHz低通濾波寬帶接收器 - LTM9013
特點:
· 集成型 I/Q 解調器、IF 放大器、和雙通道 14 位、310Msps 高速 ADC
· 外部高通濾波器允許進行帶寬調節
· 用于每個通道的 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 DDR LVDS 輸出
· 時鐘占空比穩定器
· 低功率:2.6W
· 停機和打盹模式
· 15mm x 15mm BGA 封裝
典型應用:
描述:
LTM?9013 是一款 300MHz 寬帶接收器。該器件采用集成系統級封裝 (SiP) 技術,是 μModule? (微型模塊) 接收器,內置一個雙通道高速 14 位 A/D 轉換器、低通濾波器、差分增益級和一個正交解調器。
LTM9013 非常適合于寬帶 I/Q 接收器應用,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高通濾波器或簡單的 AC 耦合,以實現設計靈活性。集成型片內寬帶變壓器在 RF 輸入端上提供了一個 50Ω 單端接口。
一個 5V 電源負責為解調器供電,而一個 3.3V 電源則用于給 IF 放大器供電,以實現最小的失真。一個 1.8V 電源允許執行低功率 ADC 操作。一個單獨的輸出電源使得 DDR LVDS 輸出能夠驅動 1.8V 邏輯電路。一個可任選的多路復用器允許兩個通道共用一根數字輸出總線。一個任選的時鐘占空比穩定器在全速和多種時鐘占空比條件下實現了高性能。
應用:
· 電信
· 寬帶、低 IF 接收器
· 數字預失真接收器
· 蜂窩基站
② RF無線低功率收發器產品系列
凌力爾特低功率收發器可在電源電壓低至 1.8V 的條件下正常運作的低電壓 RF 器件系列。這些器件包括 RF 前端、I-Q 調制器、IF 解調器和 RSSI 接收器,它們組合起來形成了一個 2GHz 收發器。
RF無線低功率收發器產品系列
系列包括LT5500/5506/5546/5502等
LT5500 低功率收發器產品介紹:
LT5500低功耗收發器內部結構圖
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