極端工作環(huán)境下的動態(tài)可調(diào)偏置半瓦驅(qū)動放大器

今天的無線電設(shè)計和其他無線通信設(shè)備消耗的功率越來越少，占用的物理空間也越來越小，因此可以用來散熱的板面積也越來越小。此外，這些系統(tǒng)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散熱，從而導(dǎo)致需要能承受較大溫度變化的非?？煽康腎C。當(dāng)系統(tǒng)輸出功率的可擴展性因素增加時，就需要有一個新的同樣可擴展的RF驅(qū)動放大器。為了滿足所有這些目標(biāo)，ADI公司推出了ADL5324 1/2 W SOT-89 RF驅(qū)動放大器。

ADL5324采用動態(tài)可調(diào)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(shè)計師根據(jù)設(shè)計的具體需求量身定制驅(qū)動放大器的性能。可調(diào)偏置還允許驅(qū)動器動態(tài)偏置，在驅(qū)動放大器不需要全性能(如系統(tǒng)待機模式)時節(jié)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)所需的多個驅(qū)動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(shè)計(如功率放大器)的可靠性能。1/2 W驅(qū)動放大器還覆蓋了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(nèi)調(diào)整到一個特定頻段。這種高性能寬帶RF驅(qū)動放大器非常適合各種有線和無線應(yīng)用，包括移動通信基礎(chǔ)設(shè)施、ISM頻段功率放大器、國防裝備和儀器設(shè)備。

ADL5324 GaAs HBT 1/2 W驅(qū)動放大器消耗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(shù)為3.8 dB。當(dāng)偏置電壓降低到3.3 V時，該驅(qū)動器只消耗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(shù)為3.2 dB。該驅(qū)動放大器也可以在3.3至5 V的任意點進行偏置，以滿足3.3或5 V之間系統(tǒng)的性能需求。這一功能為驅(qū)動放大器的動態(tài)偏置創(chuàng)造了機會，其中一個可變電源用來實現(xiàn)大信號條件下的滿5 V偏置，然后在信號電平較小和低功耗可以接受時降低供電電壓(見圖1)。

圖1：ADL5324 OIP3和P1dB與Vcc和溫度的比較顯示，3.3至5 V偏壓可滿足系統(tǒng)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(qū)動器可在2140 MHz提供大于17 dBm的輸出功率，同時在5 V實現(xiàn)-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(參見圖2)。

ADL5324省去了復(fù)雜的外部調(diào)諧，進一步簡化了RF設(shè)計。該驅(qū)動器的放大器輸入和輸出端僅使用50 V線路，不需要偏置電阻。ADL5324的輸入端只需要一個并聯(lián)電容器，而在輸出端只有一個并聯(lián)電容器用于頻率調(diào)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(trace)的標(biāo)準(zhǔn)旁路電容。

ADL5324的設(shè)計和封裝還可以簡化散熱問題。該驅(qū)動器具有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，這進一步降低了產(chǎn)生的熱量。標(biāo)準(zhǔn)SOT-89封裝有一個大型背面接地焊盤(ground paddle)，為驅(qū)動放大器提供了高效的熱傳遞路徑。數(shù)據(jù)手冊顯示了增加了熱傳遞孔的推薦的電路板焊盤圖案(land pattern)，以進一步改善驅(qū)動放大器的熱傳遞。這有助于驅(qū)動器在無需強制空氣冷卻的前提下在安全工作溫度范圍內(nèi)工作，驅(qū)動器規(guī)定的最寬工作溫度范圍為-40℃至+105℃。驅(qū)動放大器的額定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(wěn)健。

ADI公司有助于提高RF設(shè)計的另一種方法是在ADL5324數(shù)據(jù)手冊中提供的信息。提供的數(shù)據(jù)包括隨溫度(從-40℃至+105℃)的關(guān)鍵參數(shù)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(shè)計師花費的資質(zhì)審查時間。資質(zhì)審查時間的減少可以顯著加快項目的上市時間。全面的數(shù)據(jù)手冊還有助于設(shè)計師準(zhǔn)確地確定最低可實現(xiàn)功耗，以滿足其特定應(yīng)用的性能目標(biāo)。

ADI公司通過創(chuàng)新的電路設(shè)計、簡化的調(diào)整要求和詳細(xì)的數(shù)據(jù)手冊信息，以多種方式改善了RF設(shè)計。這些屬性有助于RF設(shè)計師滿足其更小、更低功耗系統(tǒng)的解決方案迅速進入市場。