極端工作環(huán)境下的動(dòng)態(tài)可調偏置半瓦驅動(dòng)放大器

今天的無(wú)線(xiàn)電設計和其他無(wú)線(xiàn)通信設備消耗的功率越來(lái)越少，占用的物理空間也越來(lái)越小，因此可以用來(lái)散熱的板面積也越來(lái)越小。此外，這些系統正部署在更加極端的環(huán)境條件中，在那里所使用的只有被動(dòng)散熱，從而導致需要能承受較大溫度變化的非?？煽康腎C。當系統輸出功率的可擴展性因素增加時(shí)，就需要有一個(gè)新的同樣可擴展的RF驅動(dòng)放大器。為了滿(mǎn)足所有這些目標，ADI公司推出了ADL5324 1/2 W SOT-89 RF驅動(dòng)放大器。

ADL5324采用動(dòng)態(tài)可調偏置電路，允許定制從3.3至5 V的OIP3和P1dB的性能，而不需要外部偏置電阻。此功能能夠讓設計師根據設計的具體需求量身定制驅動(dòng)放大器的性能。可調偏置還允許驅動(dòng)器動(dòng)態(tài)偏置，在驅動(dòng)放大器不需要全性能(如系統待機模式)時(shí)節省功耗。這種可擴展性減少了針對不同輸出功率要求(從25至29 dBm輸出功率級別)所需的多個(gè)驅動(dòng)放大器的評估和庫存。ADL5324的額定工作溫度范圍最寬為-40℃至+105℃，可保證遇到較高溫度設計(如功率放大器)的可靠性能。1/2 W驅動(dòng)放大器還覆蓋了400至4000 MHz的寬頻率范圍，只需要很少的外部元件即可在該寬范圍內調整到一個(gè)特定頻段。這種高性能寬帶RF驅動(dòng)放大器非常適合各種有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)應用，包括移動(dòng)通信基礎設施、ISM頻段功率放大器、國防裝備和儀器設備。

ADL5324 GaAs HBT 1/2 W驅動(dòng)放大器消耗133 mA的低5 V電流，可提供2140 MHz的最佳性能，OIP3為43.1 dBm、P1dB為29.1 dBm，增益為14.6 dB，低噪聲系數為3.8 dB。當偏置電壓降低到3.3 V時(shí)，該驅動(dòng)器只消耗62 mA，在2140 MHz提供的OIP3為34.4 dBm，P1dB為25.3 dBm，增益為13.6 dB，而低噪聲系數為3.2 dB。該驅動(dòng)放大器也可以在3.3至5 V的任意點(diǎn)進(jìn)行偏置，以滿(mǎn)足3.3或5 V之間系統的性能需求。這一功能為驅動(dòng)放大器的動(dòng)態(tài)偏置創(chuàng )造了機會(huì )，其中一個(gè)可變電源用來(lái)實(shí)現大信號條件下的滿(mǎn)5 V偏置，然后在信號電平較小和低功耗可以接受時(shí)降低供電電壓(見(jiàn)圖1)。

圖1：ADL5324 OIP3和P1dB與Vcc和溫度的比較顯示，3.3至5 V偏壓可滿(mǎn)足系統需求。

圖2：ADL5324 ACPR與輸出功率和Vcc(在2.14 GHz下3GPP 3.5 TM1-64)的比較顯示，在3.3 V偏壓下-55 dBc ACPR最低可減少到-15 dBm。

ADL5324還提供出色的ACPR與輸出功率和偏置電壓的優(yōu)勢。該驅動(dòng)器可在2140 MHz提供大于17 dBm的輸出功率，同時(shí)在5 V實(shí)現-55 dBc的ACPR。如果偏壓降低到3.3 V，-55 dBc ACPR輸出功率可最低降至15 dBm(參見(jiàn)圖2)。

ADL5324省去了復雜的外部調諧，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了RF設計。該驅動(dòng)器的放大器輸入和輸出端僅使用50 V線(xiàn)路，不需要偏置電阻。ADL5324的輸入端只需要一個(gè)并聯(lián)電容器，而在輸出端只有一個(gè)并聯(lián)電容器用于頻率調諧。而通常情況下還需要AC耦合電容和DC偏置扼流電感，以及DC偏置印制線(xiàn)(trace)的標準旁路電容。

ADL5324的設計和封裝還可以簡(jiǎn)化散熱問(wèn)題。該驅動(dòng)器具有5 V 133 mA的最佳電流消耗，從而降低了產(chǎn)生的熱量。3.3 V電流消耗可降低到62 mA，這進(jìn)一步降低了產(chǎn)生的熱量。標準SOT-89封裝有一個(gè)大型背面接地焊盤(pán)(ground paddle)，為驅動(dòng)放大器提供了高效的熱傳遞路徑。數據手冊顯示了增加了熱傳遞孔的推薦的電路板焊盤(pán)圖案(land pattern)，以進(jìn)一步改善驅動(dòng)放大器的熱傳遞。這有助于驅動(dòng)器在無(wú)需強制空氣冷卻的前提下在安全工作溫度范圍內工作，驅動(dòng)器規定的最寬工作溫度范圍為-40℃至+105℃。驅動(dòng)放大器的額定ESD額定值為±3 kV(HBM，Class 2)，這使得它在大批量制造環(huán)境中同樣穩健。

ADI公司有助于提高RF設計的另一種方法是在A(yíng)DL5324數據手冊中提供的信息。提供的數據包括隨溫度(從-40℃至+105℃)的關(guān)鍵參數變化、電源電壓(從3.3至5 V)，以及工作頻率(從400至4000 MHz)，可縮短設計師花費的資質(zhì)審查時(shí)間。資質(zhì)審查時(shí)間的減少可以顯著(zhù)加快項目的上市時(shí)間。全面的數據手冊還有助于設計師準確地確定最低可實(shí)現功耗，以滿(mǎn)足其特定應用的性能目標。

ADI公司通過(guò)創(chuàng )新的電路設計、簡(jiǎn)化的調整要求和詳細的數據手冊信息，以多種方式改善了RF設計。這些屬性有助于RF設計師滿(mǎn)足其更小、更低功耗系統的解決方案迅速進(jìn)入市場(chǎng)。