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您的RF放大器選擇指南
您的RF放大器選擇指南
該PCB將容納一個(gè)高功率RF放大器，其邊緣連接器具有輸入/輸出。閱讀我們的RF放大器選擇指南，以了解如何為您的無(wú)線系統(tǒng)選擇正確的組件。
您可以使用許多RF協(xié)議進(jìn)行無(wú)線通信，并且IC行業(yè)竭盡全力為通用協(xié)議生產(chǎn)收發(fā)器IC。根據(jù)您要開發(fā)的產(chǎn)品，可以滿足您的特定需求的緊湊型SoC，模塊或收發(fā)器IC。只有最流行的協(xié)議才能看到這種集成水平，但是并非所有產(chǎn)品都將從集成的收發(fā)器或模塊中受益。
對(duì)于無(wú)線通信，RF放大器是產(chǎn)品中RF前端和信號(hào)鏈的組成部分。如果您剛開始是RF工程師，并且需要選擇放大器，請(qǐng)查看我們的RF放大器選擇指南。我們將介紹您應(yīng)注意的重要規(guī)格，它們?nèi)绾斡绊懩南到y(tǒng)以及您可以期望在市場(chǎng)上找到哪些選項(xiàng)。
射頻前端和后端中的射頻放大器
RF前端中有許多組件。這通常是指出現(xiàn)在接收器/發(fā)射器天線與數(shù)字處理器之間的所有電路。無(wú)線產(chǎn)品中的RF前端可以表現(xiàn)為一組分立的組件，一組IC，一個(gè)高度集成的模塊/ SoC或兩者之間的任何組件。射頻放大器出現(xiàn)在射頻系統(tǒng)的Rx和Tx側(cè)。
對(duì)于高功率發(fā)送器，在Tx側(cè)使用功率RF放大器，而Rx側(cè)使用可集成到接收器中的RF LNA。隨著市場(chǎng)上電子元件和IC的范圍廣泛，您的選擇幾乎是無(wú)止境的。RF前端的信號(hào)鏈包含以下所示的階段：
許多收發(fā)器IC或完全集成的前端將具有這種類型的框圖。在Rx端，RF LNA需要將信號(hào)電平提高到合適的水平以進(jìn)行解調(diào)，并且正常情況下要遠(yuǎn)低于飽和。同時(shí)，Tx側(cè)的RF功率放大器通常在非常接近飽和的條件下運(yùn)行，以嘗試在所需頻率范圍內(nèi)最大化功率輸出。RF混頻器是RF前端的轉(zhuǎn)換和調(diào)制器/解調(diào)器階段中的常見(jiàn)組件。
最后，使用天線開關(guān)在信號(hào)鏈的Rx和Tx支路之間交換。在具有MIMO的系統(tǒng)中，將使用多個(gè)天線開關(guān)將信號(hào)發(fā)送到Tx（Rx）線上的不同放大器級(jí)，并且將在開關(guān)級(jí)的上游（下游）執(zhí)行調(diào)制（解調(diào)）。
重要的RF放大器規(guī)格
有許多RF放大器規(guī)格需要注意，因?yàn)樗鼈儠?huì)影響接收/解調(diào)信號(hào)的質(zhì)量。在本RF放大器選擇指南中，我要重點(diǎn)介紹在寬頻率范圍內(nèi)運(yùn)行的任何RF系統(tǒng)所需的三個(gè)最重要的規(guī)格。這些應(yīng)該成為選擇RF放大器的起點(diǎn)。
帶寬和增益
這些可能是選擇RF放大器時(shí)需要考慮的最重要的規(guī)格。通常以特定頻率下的增益或帶寬來(lái)宣傳RF放大器。這些術(shù)語(yǔ)可以概括為具有截止頻率的增益帶寬乘積。即使帶寬遠(yuǎn)大于所需的頻率范圍，您仍然可以消除系統(tǒng)中的噪聲并使用帶通濾波器限制帶寬。
3IP點(diǎn)和1 dB壓縮點(diǎn)
3階攔截點(diǎn)（OIP3）適用于任何調(diào)頻信號(hào)，并與1 dB壓縮點(diǎn)有關(guān)。該規(guī)格在Tx側(cè)的功率放大器中變得很重要，因?yàn)檫@些放大器通常在非常接近飽和的狀態(tài)下工作。放大器的非線性特性將產(chǎn)生互調(diào)產(chǎn)物，其中三階產(chǎn)物是最重要的。在飽和狀態(tài)下的某些輸入功率下，三階乘積將外推到與所需邊帶相同的強(qiáng)度。
功率放大器中針對(duì)調(diào)頻信號(hào)的示例OIP3外推。
查看數(shù)據(jù)表時(shí)，請(qǐng)注意在1 dB壓縮點(diǎn)而不是OIP3點(diǎn)的功率輸出，因?yàn)檫@實(shí)際上是可以以最小失真從放大器獲得的最大功率。3IP點(diǎn)仍然很重要，因?yàn)椴煌臉?biāo)準(zhǔn)對(duì)互調(diào)產(chǎn)物的允許強(qiáng)度進(jìn)行了限制。1 dB壓縮點(diǎn)往往比3IP點(diǎn)低約10 dB。
噪聲系數(shù)
在任何電子系統(tǒng)（包括RF信號(hào)鏈）中，噪聲都是不可避免的。射頻放大器中的噪聲系數(shù)基本上可以告訴您由于放大器中的增益而如何放大輸入噪聲。輸入和輸出之間的信噪比將有所降低，這是不可避免的。這也將是系統(tǒng)帶寬的某些功能，這是使用高階帶通濾波器限制帶寬的原因之一。
請(qǐng)注意，在Rx端，LNA不一定是不同類型的RF放大器。它只是一個(gè)放大器，其噪聲系數(shù)往往低于具有類似規(guī)格的其他放大器。如果您要設(shè)計(jì)帶有放大器IC的Rx側(cè)，請(qǐng)注意噪聲系數(shù)，以確保捕獲干凈的解調(diào)信號(hào)。
增益平坦度
盡管仍然相關(guān)，但這與單獨(dú)的增益和帶寬有很大的不同。如果要設(shè)計(jì)雙頻系統(tǒng)或需要在一定頻率范圍內(nèi)掃描的系統(tǒng)，則需要確保增益曲線在整個(gè)所需帶寬內(nèi)相對(duì)平坦。換句話說(shuō)，放大器的增益是頻率的函數(shù)，因此噪聲系數(shù)也是頻率的函數(shù)。增益平坦度可以指定為+/-方差或dB（與平均增益相比）。
ADI公司HMC7891的增益平坦度曲線。
其他重要規(guī)格和組件
其他重要規(guī)格包括封裝/封裝，工作溫度，ESD保護(hù)，相位平坦度和所需帶寬內(nèi)的線性度（適用于LNA）。這些中的最后一個(gè)可能與頻率有關(guān)，尤其是在寬帶RF放大器中。您將需要的其他一些重要組件包括：
模數(shù)轉(zhuǎn)換器
射頻天線
匹配網(wǎng)絡(luò)的無(wú)源