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為蜂窩電話設(shè)計選擇LDO

作者: 時間:2008-12-14 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
蜂窩電話設(shè)計需要低壓差、低噪聲、高PSRR、低靜態(tài)電流(Iq)、低成本的線性穩(wěn)壓器,并要求這些線性穩(wěn)壓器能夠提供穩(wěn)定的輸出,輸出端允許采用超小型電容器。當(dāng)然,理想情況下可以用一片低壓差線性穩(wěn)壓器()滿足系統(tǒng)任何電路、任何指標(biāo)的要求,但從性價比考慮這種方式并不是最佳的。

基帶芯片組供電電源

大多數(shù)蜂窩電話基帶芯片組需要三組電源:內(nèi)部數(shù)字電路、模擬電路和外設(shè)接口電路。基帶處理器(BB)的數(shù)字電路供電電壓的典型值為1.8V至2.6V,一般情況下,Li+電池電壓降至3.2V-3.3V時電話將被關(guān)閉,對于為基帶處理器供電的來說至少有500至600mV的壓差,因此對壓差要求不高。另外,數(shù)字電路本身對的輸出噪聲和PSRR的要求也不高,而是要求LDO在輕載條件下具有極低的靜態(tài)電流,因為LDO需要始終保持有效。一種典型的GSM芯片組內(nèi)核數(shù)字電路的電源電流隨時間變化的情況。待機(jī)模式下,微處理器耗電僅200 A,而電話在絕大多數(shù)時間處于待機(jī)狀態(tài)。如果用靜態(tài)電流為2 A的LDO替代100 A的LDO,將節(jié)省98 A的電流,使待機(jī)時間延長1.485倍。

基帶處理器內(nèi)部模擬電路供電電壓典型值是2.4V至3.0V,壓差在200mV至600mV。要求LDO具有較高的低頻(GSM電話為217Hz)紋波抑制能力,消除由RF功率放大器產(chǎn)生的電池電壓紋波。LDO始終保持有效工作狀態(tài),同樣需要較低的靜態(tài)電流指標(biāo)。

RF供電電源

RF電路分為接收和發(fā)送兩部分,供電電壓典型值為2.6V至3.0V,其中低噪聲放大器(LNA)、混頻器、鎖相環(huán)(PLL)、壓控振蕩器(VCO)和中頻(IF)電路需要低噪聲、高PSRR的LDO。實際應(yīng)用中,VCO、PLL電路的性能直接影響射頻電路指標(biāo),如發(fā)射頻譜的純度、接收器的選擇性、模擬收發(fā)器的噪聲、數(shù)字電路的相位誤差等。噪聲會改變振蕩器的相頻和幅頻特性,同時振蕩器環(huán)路也會進(jìn)一步放大噪聲,可能對載波產(chǎn)生調(diào)制。LDO輸出噪聲受其內(nèi)部設(shè)計和外部旁路、補償電路的影響。導(dǎo)致LDO輸出噪聲的主要來源是基準(zhǔn)。

為降低基準(zhǔn)噪聲,需要在基準(zhǔn)的輸出端增加一路低通濾波器,濾波器可以集成在線性穩(wěn)壓器內(nèi)部或由外部電路實現(xiàn)。內(nèi)置濾波器占用了較大的管芯尺寸,有些低噪聲 LDO芯片只是提供一個基準(zhǔn)的引腳,用于連接基準(zhǔn)旁路電容。增大旁路電容能夠使基準(zhǔn)噪聲成為產(chǎn)生LDO輸出噪聲的次要因素,有利于減小輸出噪聲。

影響LDO輸出噪聲的其它因素還有:LDO內(nèi)部極點、零點和輸出極點。增大輸出電容的容量或減輕輸出負(fù)載有利于降低高頻輸出噪聲。為射頻電路選擇LDO時,要慎重比較噪聲指標(biāo),確保旁路電容、輸出電容和負(fù)載條件一致。

TCXO供電

溫補晶振(TCXO)為的IF電路提供參考頻率,它需要一個具有開/關(guān)控制的、超低噪聲LDO供電,雖然TCXO電路耗電不足5mA,但它要求用一個單獨的LDO供電,以便隔離其它噪聲源對LDO輸出的影響。另外,它還需要LDO在RF功率放大器的突發(fā)頻率點具有較高的PSRR。例如,GSM要求 LDO于217Hz頻點的PSRR至少為65dB。

RTC供電

實時時鐘(RTC)LDO需要為RTC提供電流的同時還要為備用電池(鈕扣電池)充電,蜂窩電話的備用電池電壓一般為3V或2.5V,這部分電路的LDO 始終保持有效的工作狀態(tài)(即使在手持終端關(guān)閉的情況下),所以RTC LDO要具有極低的靜態(tài)電流。另外,還要提供具有較低漏電流的反向電流保護(hù)。



音頻電源

新型音頻電路,如免提電話、游戲機(jī)、MP3及蜂窩電話中的多媒體電路,可能需要300mA-500mA的大電流LDO。LDO要在音頻范圍(20Hz至 20kHz)具有低噪聲、高PSRR特性,以保證良好的音質(zhì)。CDMA射頻發(fā)送器的峰值電流大約為600mA,而GSM發(fā)送器突發(fā)電流的峰值為1.7A。射頻功放直接由電池供電時GSM發(fā)送突發(fā)電流在電池上產(chǎn)生的噪聲。由于電池是內(nèi)部所有LDO的輸入電源,這些紋波直接影響了穩(wěn)壓器的輸出質(zhì)量。例如:如果一個LDO在217Hz的PSRR是40dB, LDO輸出噪聲的峰值為4.35mV。而揚聲器輸入端的交流音頻信號電平也只有10mV至20mV,所以這個噪聲會發(fā)出較大的喀嗒聲。


關(guān)鍵詞: LDO 手機(jī) 便攜

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