無(wú)論您是需要檢查新的嵌入式天線(xiàn),天線(xiàn)開(kāi)關(guān),RF功率放大器還是更復(fù)雜的放大器,組件供應(yīng)商提供的評(píng)估板和開(kāi)發(fā)套件都可以快速,低成本地評(píng)估各種選項(xiàng)或在進(jìn)行完整設(shè)計(jì)之前創(chuàng)建概念驗(yàn)證解決方案。選擇范圍還可以滿(mǎn)足預(yù)算緊張的需求,從而使開(kāi)發(fā)成本盡可能低。通過(guò)評(píng)估板,您可以實(shí)現(xiàn)從天線(xiàn)到收發(fā)器的完整無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)信號(hào)鏈,甚至可以將該子系統(tǒng)鏈接到主機(jī)系統(tǒng)。
低成本評(píng)估板通常是相當(dāng)小的子系統(tǒng),通常是安裝有組件的小型電路板,以及用于電源和信號(hào)輸入和輸出的幾個(gè)連接器。一些電路板還包括一個(gè)小型原型設(shè)計(jì)區(qū)域,以便設(shè)計(jì)人員定制他們的解決方案。對(duì)于開(kāi)發(fā)板上更復(fù)雜的電路尤其如此。這些電路板往往提供許多選項(xiàng),使設(shè)計(jì)人員在開(kāi)發(fā)解決方案時(shí)具有很大的靈活性。
讓我們看看從天線(xiàn)到收發(fā)器的無(wú)線(xiàn)信號(hào)路徑的一些評(píng)估/開(kāi)發(fā)套件選項(xiàng)。即使是簡(jiǎn)單的無(wú)源設(shè)備(如可嵌入天線(xiàn))也需要評(píng)估板來(lái)更好地確定天線(xiàn)在其使用的系統(tǒng)中的反應(yīng)方式。 Antenova,Ethertronics,Laird,Pulse Finland和Taoglas都為其天線(xiàn)提供了簡(jiǎn)單的開(kāi)發(fā)板。 Antenova的Mica 2.4 GHz SMD天線(xiàn)面向藍(lán)牙,Wi-Fi和ZigBee,以及2.3和2.5 GHz的WiMAX以及WiBro。在天線(xiàn)下方具有適當(dāng)接地平面的簡(jiǎn)單評(píng)估板可使天線(xiàn)提供最佳輻射方向圖(圖1a)。 Ethertronics提供多種評(píng)估選項(xiàng),Savvi是嵌入式陶瓷天線(xiàn),針對(duì)2.4至2.5和4.9至5.8 GHz頻段的802.11a/b/g應(yīng)用的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(圖1b,左),而Prestta是標(biāo)準(zhǔn)的penta用于850/9001800/1900/2100 MHz頻段的蜂窩系統(tǒng)的帶狀嵌入式天線(xiàn)(圖1b,右)。兩個(gè)評(píng)估板都是簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì),只包括安裝在地平面上的天線(xiàn)和連接到系統(tǒng)其余部分的小型RF連接器。這兩款天線(xiàn)均采用該公司獨(dú)立的磁偶極子技術(shù),有助于保持天線(xiàn)尺寸小,并最大限度地減少失諧,無(wú)論使用位置如何。
針對(duì)藍(lán)牙和802.11應(yīng)用,萊爾德科技的BlackChip?表面貼裝天線(xiàn)采用小型表面貼裝封裝,安裝在小型印刷電路板上(圖1c)。該天線(xiàn)可以在2.4至2.5 GHz,5.5至5.35 GHz和5.7 GHz的頻段上工作。對(duì)于工作頻率為1,575 GHz的全球定位系統(tǒng),兩個(gè)緊湊型天線(xiàn),一個(gè)來(lái)自Pulse Finland,另一個(gè)來(lái)自Taoglas,尺寸為10 x 3.2 x 4 mm和25 x 25 x 4 mm。雖然沒(méi)有按比例顯示,但公司評(píng)估板上的脈沖天線(xiàn)(圖1d,左圖)消耗的面積不到Taoglas天線(xiàn)的一半(圖1d,右圖)。
圖1:天線(xiàn)評(píng)估板的設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單,如Antenova(a),Ethertronics(左 - Savvi,右 - Prestta),Laird(c)和Pulse Electronics(d)都展示了。
天線(xiàn)與系統(tǒng)其余部分之間的信號(hào)通常通過(guò)開(kāi)關(guān)進(jìn)行路由,該開(kāi)關(guān)為多頻段天線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)中的不同無(wú)線(xiàn)電之間提供頻段選擇。 μPD5902T7K是CMOS高功率SPDT(單刀雙擲)開(kāi)關(guān),針對(duì)GSM和UMTS/LTE主天線(xiàn)開(kāi)關(guān),功率電平高達(dá)+35 dBm。該芯片來(lái)自CEL,安裝在一個(gè)簡(jiǎn)單的電路板上,該電路板有三個(gè)RF連接器和幾個(gè)電源引腳(圖2a)。 Peregrine Semiconductor提供多種開(kāi)關(guān)選項(xiàng),利用其UltraCMOS工藝生產(chǎn)SPDT開(kāi)關(guān),如用于CATV,數(shù)字電視,多調(diào)諧器DVR,機(jī)頂盒和游戲機(jī)市場(chǎng)的PE43742,并推出PR42430 SP3T RF開(kāi)關(guān)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)和藍(lán)牙,跨越0.1至3 GHz頻率范圍(圖2b,左側(cè)和圖2b,右側(cè))。
圖2:此處所示的RF開(kāi)關(guān)是CEL(a)的SPDT電路,Peregrine Semiconductor的SPDT開(kāi)關(guān)(b,左),公司的SP3T開(kāi)關(guān)(b,右),基于Skyworks HEMT的開(kāi)關(guān),可處理20 MHz在SPDT配置中為2.5 GHz(c,左)和帶寬為100 MHz至6 GHz(c,右)的DPDT版本。
為了處理更高功率的應(yīng)用,在砷化鎵中使用p溝道HEMT(高電子遷移率晶體管)器件實(shí)現(xiàn)的開(kāi)關(guān)電路可以在20 MHz至2.5 GHz的頻帶內(nèi)處理10 W。其中一款產(chǎn)品,Skyworks Solutions的SKY13290-313LF采用SPDT配置,采用小型2 x 3 mm,6觸點(diǎn)四方扁平封裝,安裝在小型電路板上進(jìn)行評(píng)估(圖2c,左) )。該公司的另一款pHEMT產(chǎn)品SKY13355-374LF工作在0.1至6 GHz頻段,采用DPDT配置。當(dāng)安裝在評(píng)估板的中心時(shí),微小的1.5mm2表面貼裝封裝幾乎不可見(jiàn)(圖2c,右圖)。
作為信號(hào)路徑的一部分,通常插入數(shù)字衰減器來(lái)控制信號(hào)強(qiáng)度。霍尼韋爾提供的這種設(shè)備HRF-AT4610可在DC至4 GHz范圍內(nèi)工作,并使用6位數(shù)字控制代碼逐步衰減信號(hào),范圍為0.5至31.5 dB。該器件采用絕緣體上硅CMOS工藝實(shí)現(xiàn),在1 GHz時(shí)的插入損耗僅為2.5 dB,在2.5 GHz時(shí)的插入損耗為3 dB?;裟犴f爾的評(píng)估板設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,芯片位于中心位置,數(shù)字輸入和電源連接沿電路板頂部延伸(圖3)。
圖3:數(shù)字控制衰減器,霍尼韋爾HRF-AT4610,使用6位輸入,以0.5 dB的步長(zhǎng)控制0.5至31.5 dB的衰減。
進(jìn)一步深入信號(hào)鏈,您通常會(huì)遇到的下一個(gè)模塊是發(fā)送側(cè)的功率放大器,以及接收側(cè)的低噪聲和基本放大器。針對(duì)蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施,雙向私有無(wú)線(xiàn)電和寬帶放大器,RF功率晶體管(如Cree的CGH40006)采用陶瓷或塑料表面貼裝封裝。 HEMT器件采用氮化鎵(GaN)制造,效率高,在2 GHz時(shí)提供13 dB的小信號(hào)增益,在6 GHz時(shí)提供11 dB的信號(hào)增益。 Cree提供的評(píng)估板提供基本的功率放大器布局,晶體管支持必要的偏置和旁路元件,3 x 3 mm封裝位于輸入和輸出端口之間的死點(diǎn)(圖4a)。
Hittite Microwave提供整套功率放大器。 HMC580ST89 MMIC基于銦鎵磷化物異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(InGaP HBT),帶寬為DC至1 GHz,增益為22 dB。該器件的評(píng)估板布局簡(jiǎn)單,放大器位于輸入和輸出連接器之間,并且布局針對(duì)900 MHz工作進(jìn)行了優(yōu)化(圖4b)。在信號(hào)鏈的接收端,或作為輸出級(jí)的驅(qū)動(dòng)器,Hittiite低噪聲放大器(LNA),HMC564LC4 MMIC,針對(duì)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線(xiàn)電,軍事和太空中的7至14 GHz頻段和其他應(yīng)用程序?;趐HEMT GaAs器件,該放大器在7至14 GHz頻率范圍內(nèi)的噪聲系數(shù)僅為1.8 dB(典型值)和17 dB的小信號(hào)增益。評(píng)估板在放大器與輸入和輸出端口之間有大的接地層和帶狀線(xiàn)連接(圖4c)。
圖4:功率放大器需要大的接地層和良好的散熱,因?yàn)镃ree(a),Hittite Microwave(b),Hittite低噪聲放大器(c)以及RFMD(d)的功率放大器的評(píng)估板都說(shuō)明了這一點(diǎn)。
RFMD的RFHA1000和RF3931功率放大器采用GaN HEMT器件實(shí)現(xiàn),可提供15和30 W.RFHA1000可在50 MHz至1 GHz頻段上運(yùn)行,而RF3931可提供更寬的DC至3.5 GHz工作帶寬。另一個(gè)放大器NBB-400具有DC至8 GHz帶寬,并通過(guò)結(jié)合InGaP HBT和GaAs HEMT來(lái)制造寬帶寬,以制造MMIC放大器,在2 GHz時(shí)提供15 dB增益,在6 GHz時(shí)提供14.6 dB增益。放大器的評(píng)估板將器件安裝在輸入和輸出端口與重型接地層之間,從而為放大器的輸入和輸出提供屏蔽和匹配阻抗(圖4d)。
對(duì)于更復(fù)雜的電路,還有更大的開(kāi)發(fā)板和評(píng)估套件可用于檢查下變頻混頻器,對(duì)數(shù)檢波器,ISM頻段收發(fā)器和許多其他功能等功能。
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