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下一代无线设备的射频芯片设计挑战

电子设计 2019-06-03 08:13 次阅读
性度、功耗和等性能都非常关键,对这些性能的要求也更苛刻。此外,供应商同样被要求降低元器件的成本和尺寸以支持更高密度的应用。

芯片( IC)设计师面临的挑战也将日益艰巨,因为集成方案必须具有或超过分立元器件实现的性能。在采用分立元器件实现方案时,系统设计师可以分别采取不同技术(如GaAs、Si Bipolar或CMOS)进行最优化的设计。但对那些想通过单一工艺技术提供更高集成度的RF IC设计师来说,选择最佳工艺技术所面临的最大挑战是灵活性。

全天北京赛车PK10计划精准版 在基站的发送器内,模拟I/Q调制器是决定发送信号路径的本底噪声和线性度的关键RF IC器件,不允许为降低尺寸、功耗或成本而牺牲性能。

幸运的是,SiGe BiCMOS工艺技术可实现更高集成度而又不牺牲性能。这些工艺通常能提供多种速度类别的SiGe NPN,在某些情况下还能提供一倍(更多时候是两倍)于CMOS管特征尺寸的互补高性能PNP晶体管。在此基础上,还能增加M电容、薄膜电阻以及更重要的多层厚铜和铝金属膜。这些特性能够帮助设计师在单芯片上实现多个高性能的功能模块,从而大大降低功耗、缩小体积,并保持很高的性能。

下一代无线设备的射频芯片设计挑战

发射机板级设计的一个重要方面是用于各个上变频和下变频转换电路的本振时钟的和分配。基站本振时钟的分配必须保持到PCB所有远距离位置的相位一致性,而且必须具有低的带内噪声、宽带噪声以及总杂散噪声。混频器性能与驱动它的本振性能一样,因此高质量的本振是提高发射机总体性能的关键。此外,本振信号上很小的相位噪声或杂散分量都有可能在模拟信号路径中引入足够大的能量,导致发射机不能满足一些主要的蜂窝通信标准(MC-GSM、WCDMA、LTE、WiMAX)规定的杂散干扰指标。这些标准要求的本振频率范围为约500MHz至接近4GHz,这意味着用于本振时钟分配的版图设计必须十分小心。从本振产生到最后终结的走线长度应尽可能短,但如果本振合成器必须馈送到多个不同器件时,这个要求就很难满足。一种解决方案是将公共的低频参考时钟馈送到每个本振附近的独立PLL合成器,但这会占用很大的PCB面积。

通过集成先进的小数N分频PLL和VCO,ADRF670x系列集成式调制器解决了上述许多问题。使用硅锗技术能让内置VCO的正交调制器和混频器的动态范围达到业界领先水平,并且具有竞争优势的性能,而体积显著小于外接VCO/PLL解决方案。VCO在上层厚金属层中实现,可将高Q值的片上电感用作LC电路的一部分。VCO电容是用MOS型MIM电容组成的,因此允许VCO在宽频范围内切换频率,并具有较低的相位噪声。每次编程PLL频率时都会自动调整频带,因而能提供独立和可靠的解决方案。在初始化完成后,频带大小的选择要确保器件能在整个温度范围内正常工作。厚金属层还用来集成具有出色反射损耗的输出平衡不平衡转换器(Balun)。ADRF670x系列由4个频率参数互相重叠的成员组成,覆盖从400MHz至3GHz的频率范围和频带,每个成员都是根据1dB和3dB通带上的输出Balun带宽定义的。

下一代无线设备的射频芯片设计挑战

全天北京赛车PK10计划精准版 ADRF670x和ADRF660x系列小数N分频PLL设计是低相位噪声的3G和4G应用的理想之选。这些新的蜂窝标准具有密集的信号星座,要求越来越低的本振相位噪声以获得足够的性能。传统的PLL合成器设计使用“整数N”架构,其输出频率是鉴相器频率的整数倍。为提供较小的频率步进,整数倍增因子必须非常大。大量本振相位噪声源于参考路径,并被PLL频率倍增因子所放大,这将导致PLL输出端产生很高的带内噪声。小数N分频PLL允许输出频率有较小的步进,同时保持低的总倍频值,因而与整数N分频PLL相比,可以降低相位噪声放大值。

邻信道功率比(ACPR)是判断发射信号有多少泄漏进相邻频带的一个指标。像WCDMA等3G标准对带外发送功率有严格限制。ADRF6702的ACPR指标见图3。调制器提供高度线性的输出功率和低噪声,因此在-6dBm输出点有优于-76dB的ACPR值,这有助于减少调制器后面的增益级数,并使末端功放级电路前面的动态范围达到最大。

下一代无线设备的射频芯片设计挑战

ADRF670x系列器件集成了3个LDO电路,可在单5V电源下工作,从而进一步简化了用户应用、减小了成本和面积。LDO用于向VCO、电荷泵以及PLL增量累加调制器提供稳定电源,+5V电源可直接用于I-Q调制器,以使输出功率最大。

在高密度应用中,ADL670x可以利用PLL完成本振的内部合成,而其它器件可以禁用它们的PLL,并使用来自某个主器件的公共本振。

ADRF670x系列产品设计用于简化用户,方便与ADI最新的发送数模转换器AD9122和GaAs放大器(如ADL5320)的连接。(ADL5320是一个0.25瓦高线性度放大器,能够将0dBm以上功率驱动进最末级功放电路。)这三个尺寸紧凑的IC构成了一个完整的有源IC器件组合,是所有下一代多载频蜂窝无线平台的理想之选。

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BAS116T 75 V开关二极管

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发表于 04-18 19:13 36次 阅读
BAS116T 75 V开关二极管

BAS16H 100 V开关二极管

信息开关二极管专为高速开关应用而设计。 S汽车及其他应用的前缀,需要独特的现场和控制变更要求; AECQ101合格且PPAP能力 电路图、引脚图和封装图
发表于 04-18 19:13 38次 阅读
BAS16H 100 V开关二极管

BAS116L 75 V开关二极管

信息开关二极管专为高速开关应用而设计。该器件采用SOT-23表面贴装封装,非常适合自动插入。 低漏电流应用 中速开关时间 8 mm卷带和卷盘 - 使用BAS116LT1订购7英寸/ 3,000单位卷轴 Pb - 免费套餐。 汽车和其他应用的S前缀,需要独特的站点和控制变更要求; AECQ101合格且PPAP能力 电路图、引脚图和封装图
发表于 04-18 19:13 36次 阅读
BAS116L 75 V开关二极管

BAR43 肖特基二极管

信息 BAR43 此产品是一般用途,适用于许多不同的应用。
发表于 04-18 19:13 40次 阅读
BAR43 肖特基二极管

BAR43C 肖特基二极管

信息 BAR43C 此产品是一般用途,适用于许多不同的应用。
发表于 04-18 19:13 47次 阅读
BAR43C 肖特基二极管

全天北京赛车PK10计划精准版BAR43S 肖特基二极管

信息 BAR43S 此产品是一般用途,适用于许多不同的应用。
发表于 04-18 19:13 48次 阅读
BAR43S 肖特基二极管

BAL99L 70 V开关二极管

信息开关二极管专为高速开关应用而设计。该器件采用SOT-23表面贴装封装,非常适合自动插入。 无铅封装可用 电路图、引脚图和封装图
发表于 04-18 19:13 48次 阅读
BAL99L 70 V开关二极管

A5191HRT 工业HART协议调制解调器

信息 A5191HRT是一款单芯片CMOS调制解调器,适用于高速公路可寻址远程传感器(HART)现场仪表和主机。调制解调器和一些外部无源组件提供满足HART物理层要求所需的所有功能,包括调制,解调,接收滤波,载波检测和发送信号整形。 A5191HRT与SYM20C15引脚兼容。有关引脚与SYM20C15兼容性的详细信息,请参见引脚说明和功能描述部分。 A5191HRT使用每秒1200位的相位连续频移键控(FSK)。为了节省功率,接收电路在发送操作期间被禁用,反之亦然。这提供了HART通信中使用的半双工操作。 低功耗 Bell 202移位频率为1200 Hz和2200 Hz 单芯片,半 - 双工1200比特FSK调制解调器 发送信号波形整形 接收带通滤波器 满足HART物理层要求 CMOS兼容 电路图、引脚图和封装图...
发表于 04-18 19:13 36次 阅读
A5191HRT 工业HART协议调制解调器

CAT25128 128-kb SPI串行CMOS EEPROM存储器

信息 CAT25128是一个128 kb串行CMOS EEPROM器件,内部组织为16kx8位。它具有64字节页写缓冲区,并支持串行外设接口(SPI)协议。该器件通过片选()输入启用。此外,所需的总线信号是时钟输入(SCK),数据输入(SI)和数据输出(SO)线。 输入可用于暂停与CAT25128设备的任何串行通信。该器件具有软件和硬件写保护功能,包括部分和全部阵列保护。片上ECC(纠错码)使该器件适用于高可靠性应用。适用于新产品(Rev. E) ) 20 MHz SPI兼容 1.8 V至5.5 V操作 硬件和软件保护 低功耗CMOS技术 SPI模式(0,0和1,1) 工业和扩展温度范围 自定时写周期 64字节页写缓冲区 块写保护 - 保护1 / 4,1 / 2或全部EEPROM阵列 1,000,000编程/擦除周期 100年数据保留< / li> 8引脚PDIP,SOIC,TSSOP和8焊盘TDFN,UDFN封装 此器件无铅,无卤素/ BFR,符合RoHS标准 具有永久写保护的附加标识页...
发表于 04-18 19:13 38次 阅读
CAT25128 128-kb SPI串行CMOS EEPROM存储器

CAT25256 256-kb SPI串行CMOS EEPROM存储器

信息 CAT25256是一个256 kb串行CMOS EEPROM器件,内部组织为32kx8位。它具有64字节页写缓冲区,并支持串行外设接口(SPI)协议。该器件通过片选()输入启用。此外,所需的总线信号是时钟输入(SCK),数据输入(SI)和数据输出(SO)线。输入可用于暂停与CAT25256设备的任何串行通信。该器件具有软件和硬件写保护功能,包括部分和全部阵列保护。片上ECC(纠错码)使该器件适用于高可靠性应用。适用于新产品(Rev. E) ) 20 MHz(5 V)SPI兼容 1.8 V至5.5 V电源电压范围 SPI模式(0,0)和(1,1) ) 64字节页面写缓冲区 具有永久写保护的附加标识页(新产品) 自定时写周期 硬件和软件保护 100年数据保留 1,000,000编程/擦除周期 低功耗CMOS技术 块写保护< / li> - 保护1 / 4,1 / 2或整个EEPROM阵列 工业和扩展温度范围 8引脚PDIP,SOIC,TSSOP和8焊盘UDFN和TDFN封装 此器件无铅,无卤素/ BFR,符合RoHS标准...
发表于 04-18 19:13 38次 阅读
CAT25256 256-kb SPI串行CMOS EEPROM存储器

CAT25040 4-kb SPI串行CMOS EEPROM存储器

信息 CAT25040是一个4-kb SPI串行CMOS EEPROM器件,内部组织为512x8位。安森美半导体先进的CMOS技术大大降低了器件的功耗要求。它具有16字节页写缓冲区,并支持串行外设接口(SPI)协议。该器件通过片选()启用。此外,所需的总线信号是时钟输入(SCK),数据输入(SI)和数据输出(SO)线。 输入可用于暂停与CAT25040设备的任何串行通信。该器件具有软件和硬件写保护功能,包括部分和全部阵列保护。 20 MHz(5 V)SPI兼容 1.8 V至5.5 V电源电压范围 SPI模式(0,0和1,1) 16字节页面写入缓冲区 自定时写入周期 硬件和软件保护 块写保护 - 保护1 / 4,1 / 2或整个EEPROM阵列 低功耗CMOS技术 1,000,000编程/擦除周期 100年数据保留 工业和扩展温度范围 PDIP,SOIC,TSSOP 8引脚和TDFN,UDFN 8焊盘封装 这些器件无铅,无卤素/ BFR,符合RoHS标准...
发表于 04-18 19:13 40次 阅读
CAT25040 4-kb SPI串行CMOS EEPROM存储器

全天北京赛车PK10计划精准版CAT25160 16-kb SPI串行CMOS EEPROM存储器

信息 CAT25080 / 25160是8-kb / 16-kb串行CMOS EEPROM器件,内部组织为1024x8 / 2048x8位。它们具有32字节页写缓冲区,并支持串行外设接口(SPI)协议。该器件通过片选()输入启用。此外,所需的总线信号是时钟输入(SCK),数据输入(SI)和数据输出(SO)线。 输入可用于暂停与CAT25080 / 25160设备的任何串行通信。这些器件具有软件和硬件写保护功能,包括部分和全部阵列保护。 10 MHz SPI兼容 1.8 V至5.5 V电源电压范围 SPI模式(0,0和1,1) 32字节页写缓冲区 自定时写周期 硬件和软件保护 块写保护 - 保护1 / 4,1 / 2或全部EEPROM阵列 低功耗CMOS技术 1,000,000个编程/擦除周期 100年数据保留 工业和扩展温度范围 符合RoHS标准的8引脚PDIP,SOIC,TSSOP和8焊盘TDFN,UDFN封装...
发表于 04-18 19:13 44次 阅读
CAT25160 16-kb SPI串行CMOS EEPROM存储器

MC10EP32 3.3 V / 5.0 V ECL÷·2分频器

信息 MC10 / 100EP32是一个集成的2分频器,具有差分CLK输入。 V 引脚是内部产生的电源,仅适用于该器件。对于单端输入条件,未使用的差分输入连接到V 作为开关参考电压。 V 也可以重新连接AC耦合输入。使用时,通过0.01μF电容去耦V 和V ,并限制电流源或吸收至0.5mA。不使用时,V 应保持开路。复位引脚是异步的,并在上升沿置位。上电时,内部触发器将达到随机状态;复位允许在系统中同步多个EP32。 100系列包含温度补偿。 350ps典型传播延迟 最大频率> 4 GHz典型 PECL模式工作范围:V = 3.0 V至5.5 V V = 0 V NECL模式工作范围:V = 0 V ,其中V = -3.0 V至-5.5 V 打开输入默认状态< / li> 输入安全钳位 Q输出打开或V 无铅封装可用时默认为低电平 < / DIV>...
发表于 04-18 19:13 40次 阅读
MC10EP32 3.3 V / 5.0 V ECL÷·2分频器
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