驱动放大器简化RF设计

本文作者:互联网       点击: 2013-01-28 00:00
前言:


当今无线电设计及其它RF通信设备的功耗越来越低,所占物理空间也越来越少,进而导致电路板空间上的可用散热面积越来越小。ADI公司为此专门构建了ADL5605和ADL5606两级1 W RF驱动放大器,确保能够满足这些要求。高集成度ADL5605驱动放大器的工作频率范围为700至1000 MHz,ADL5606器件的工作频率范围则为1800至2700 MHz。

    这两款高集成度器件引脚兼容,易于调谐,并且集成了两个增益级;与传统的分立设计相比,可大幅节省电路板空间。此外,这些新款RF驱动放大器集成了内部有源偏置和快速关断功能,支持需要省电模式的应用,或者间歇性发射信号如无线电表等应用。
 
    这些高性能宽带RF驱动放大器非常适合各类有线和无线应用,包括蜂窝基础设施、ISM(工业、科研和医疗)频段功率放大器、防务设备和仪器仪表设备。

平坦增益和高输出

    在其调谐频率范围内,ADL5605和ADL5606 GaAs HBT驱动器都能提供极其平坦的增益和非常高的输出三阶交调截点(OIP3)特性。因此,信号链其它地方的增益损耗不需要进行补偿,而且还能在功率放大器级之前提高信号强度,而不必压缩。 

     ADL5605提供极其平坦的23 dB增益、31.1 dBm的P1dB、44.3 dBm的OIP3和4.8 dB的噪声系数(943 MHz时)。ADL5606提供极其平坦的23.8 dB增益、30.7 dBm的P1dB、45.7 dBm的OIP3和4.8 dB的噪声系数(2140 MHz时)。(图1)

    对于较低增益、1 W要求,可以使用宽带ADL5604(工作频率范围700至2700 MHz)。ADL5604提供极其平坦的12.2 dB增益、29.1 dBm的P1dB、42.2 dBm的OIP3和4.6 dB的低噪声系数(2630 MHz时)。 

    所有这些1 W放大器均只需要很少的外部器件用于调谐,因而能够轻松地在各种应用中实现放大功能。此外,这些RF驱动放大器功耗很低,5 V时ADL5604的功耗仅为318 mA,ADL5605仅为312 mA,ADL5606则仅为360 mA。这些驱动放大器的ESD额定值为±1 kV(1C类),在大规模制造环境中稳定可靠。
 
    ADL5605和ADL5606的ACPR与输出功率的关系也很出色。这两款驱动器可以在各自的中心调谐频率提供17 dBm的输出功率,同时ACPR优于-55 dBc。

简化RF设计

    ADL5605和ADL5606可省去复杂的外部调谐需求,从而进一步简化RF设计。与竞争解决方案不同,这两款驱动器在放大器的输入端和输出端仅使用50 Ω线路,并且还不需要偏置电阻或调谐电阻。只需分别在输入端和输出端连接一个分流电容,ADL5606即可实现调谐。 (图2)

    工作频率较低的ADL5605采用相同的分流电容拓扑结构,但输出端需要额外串联一个电感来取代较长的50 Ω传输线路。由于ADL5605和ADL5606具有相似的调谐特性并且引脚兼容,因此支持采用相同电路板的通用平台设计方法,可涵盖从700 MHz到2700 MHz的所有常用蜂窝频率。

    ADL5605和ADL5606驱动器的设计和封装还可简化散热考虑。这两款驱动器提供业界最佳的功耗特性:首先,自身产生的热量变少。其次,产生的热量变少使得这些驱动器能够采用相反两侧接地的紧凑型4 mm x 4 mm 16引脚LFCSP封装。 

连续接地层

    这种引脚排列允许在驱动放大器下方的电路板上构建一个连续接地层。电路板上的连续接地层、驱动放大器下方的散热通孔以及LFCSP封装底部集成的裸露焊盘等特性相结合,共同创建了一种紧凑的高效散热型驱动放大器解决方案。
 
    这两款驱动器无需强制通风冷却,即可保持在安全工作温度范围内,额定工作温度范围为−40°C至+85°C。

    除此之外,ADI公司在数据手册中提供了丰富信息,也有助于改善RF设计。借助特性随温度、电源电压和工作频率的变化等数据,设计人员可以减少验证所需时间,从而大大缩短项目的上市时间。

ADI公司通过多种方式积极改善RF设计:创新的电路设计、高效散热型封装和引脚排列、简化的调谐要求以及详细的数据手册信息。这些均有助于RF设计人员设计出满足自身需求的解决方案,让尺寸更小、功耗更低的系统快速上市。


图1:ADL5605和ADL5606 1 W驱动器提供2个              图2:ADL5605(946MHz)与ADL5606(2140MHz)ACPR
   平坦增益级并集成关断功能