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分立式和集成式組件是構成各個(ge) 應用領域的RF信號鏈的基礎功能性構建模塊。在本係列文章的第一部分,我們(men) 討論了用於(yu) 表征係統的主要特性和性能指標。然而,為(wei) 了達到期望的性能,RF係統工程師還必須對各類RF器件有充分的了解,RF器件的選擇將決(jue) 定最終應用中完整RF信號鏈的整體(ti) 性能。
第2部分將概述典型RF信號鏈中使用的不同器件的主要類型,如圖1所示。我們(men) 的討論將限於(yu) 最常見的RF集成電路(IC),並依賴於(yu) 與(yu) 係統級信號鏈定義(yi) 相關(guan) 的分類標準。該評估包括RF放大器、頻率產(chan) 生IC、倍頻器和分頻器、混頻器、濾波器和開關(guan) ,以及衰減器和檢波器。本文可以作為(wei) RF係統設計人員為(wei) 目標應用選擇合適構建模塊的指南。
圖1.一個(ge) 通用RF信號鏈
RF放大器
放大器的主要功能是提高輸入信號的功率水平以在輸出端產(chan) 生更大的信號。任何RF放大器的主要特性就是其增益,它描述了輸出功率與(yu) 輸入功率之比。然而,最優(you) 放大器設計總是其增益、噪聲、帶寬、效率、線性度和其他性能參數的權衡結果。將這些特性作為(wei) 主要分類標準,我們(men) 可以區分各種類型的放大器,從(cong) 而為(wei) 具體(ti) 應用場景提供優(you) 化的性能。
低噪聲放大器(LNA)經過優(you) 化,旨在提高低功率信號的電平而不引入顯著的噪聲。良好LNA在亞(ya) GHz範圍內(nei) 的噪聲係數(NF)可以小於(yu) 1 dB,在較高頻率下為(wei) 幾個(ge) dB。信號鏈的整體(ti) 噪聲係數由前幾級主導,因此LNA常常用在接收器的前端以使其靈敏度最大化。相反,功率放大器(PA)通常用於(yu) 發射信號鏈的輸出級。其針對功率處理進行了優(you) 化,以高效率提供高輸出功率,同時保持低發熱量。
高IP3或高線性度放大器具有與(yu) PA相似的特性,提供高動態範圍性能。然而,這種類型的放大器針對線性度進行了優(you) 化,在使用高峰均功率比的信號的應用中優(you) 於(yu) PA。例如,在依賴矢量調製信號的通信係統中,高線性度放大器可以使失真最小化,這對於(yu) 實現低誤碼率至關(guan) 重要。
可變增益放大器(VGA)也是針對高動態範圍應用,但能支持寬範圍的信號電平。VGA通過增益調節來控製發射信號幅度或調整接收信號幅度,從(cong) 而適應信號變化。如果數據總線可提供控製參數,並且逐步增益調整對於(yu) 應用不那麽(me) 重要,那麽(me) 應選擇數字控製VGA。當沒有數字控製數據可用或應用不能容忍階躍幹擾時,模擬控製VGA是首選解決(jue) 方案。VGA常常用於(yu) 自動增益控製(AGC),或用於(yu) 補償(chang) 其他元器件的溫度或特性變化所導致的增益漂移。
如果LNA、PA、VGA和其他類型的RF放大器設計為(wei) 在寬頻率範圍(高達數個(ge) 倍頻程)內(nei) 工作,那麽(me) 這些放大器也可以歸類為(wei) 寬帶放大器。此類放大器提供寬帶放大和中等增益,常常用於(yu) 寬帶應用中主信號路徑的前端級。寬帶放大器常常依賴於(yu) 分布式放大器電路設計,並提供大增益帶寬積,但通常要付出效率和噪聲方麵的代價(jia) 。
有些RF放大器也屬於(yu) 一般類別的驅動放大器(或者就是驅動器)。驅動器是用於(yu) 控製信號鏈中的另一器件(如第二放大器、混頻器、轉換器或其他元件)的放大器。驅動放大器的主要功能是調節某些工作參數,以確保相連器件擁有最佳工作條件。驅動放大器不一定要設計為(wei) 驅動特定器件,但如果其用途是完成某種驅動功能,則任何RF放大器都可以被視為(wei) 驅動器。類似地,我們(men) 還有一般類別的緩衝(chong) 放大器(或者就是緩衝(chong) 器),其用於(yu) 防止信號源受負載影響。例如,緩衝(chong) 放大器常用於(yu) 將本振與(yu) 負載隔離,以使負載阻抗變化對振蕩器性能的不利影響最小化。
考慮經典的超外差架構,在寬泛的RF放大器中,我們(men) 還可以區分出本振(LO)放大器和中頻(IF)放大器。這些放大器的主要區別是其在信號鏈中的功能目的。LO放大器用於(yu) LO路徑,以確保混頻器(通常被稱為(wei) LO驅動器或LO緩衝(chong) 器)具有所需的LO驅動電平,而IF放大器則設計為(wei) 較低頻率工作,因而是信號鏈中頻級的首選解決(jue) 方案。
增益模塊是另一種一般類型的放大器,可用於(yu) RF、IF或LO信號路徑,能夠提供良好的增益平坦度和回波損耗。其設計常常包含內(nei) 部匹配和偏置電路,因而隻需極少的外部元件便可集成到信號鏈中,集成工作得以簡化。增益模塊放大器可以滿足一般用途和特殊用途需要,覆蓋各種頻率、帶寬、增益和輸出功率水平。
RF放大器的多樣性當然不限於(yu) 本文中討論的那些。基於(yu) 放大器特性,我們(men) 還有許多其他類型的RF放大器,其提供不同的性能特征組合,這裏僅(jin) 舉(ju) 幾個(ge) 例子:限幅放大器在寬輸入功率範圍內(nei) 提供穩定的壓縮輸出功率,低相位噪聲放大器針對高信號完整性應用進行了優(you) 化,對數放大器本質上就是實現RF檢波功能的RF-DC轉換器(參見“RF檢波器”部分)。表1總結了我們(men) 所討論的主要放大器類型。
表1.RF放大器的一些主要類型總結
RF放大器還可以基於(yu) 其他標準進行分類,例如特性、工作模式(放大器類別)、裝配或工藝技術,其完整分類超出了本文的範圍。但是,本節從(cong) RF信號鏈架構定義(yi) 出發,討論了行業(ye) 中采用的一些最常見類型的RF放大器。
頻率產(chan) 生IC
頻率產(chan) 生器件可以服務於(yu) RF信號鏈中的各種不同功能,包括頻率轉換、波形合成、信號調製和時鍾信號產(chan) 生。根據IC的目標使用場景,有一些性能指標決(jue) 定了其選擇,包括輸出頻率範圍、頻譜純度、穩定性和調諧速度。針對不同使用場景,有廣泛的頻率產(chan) 生器件可供選擇,其中包括電壓控製振蕩器(VCO)、鎖相環(PLL)、集成頻率合成器、轉換環路和直接數字頻率合成(DDS) IC。
電壓控製振蕩器(VCO)產(chan) 生輸出信號,其頻率由外部輸入電壓控製。VCO的內(nei) 核可以是基於(yu) 不同類型的諧振器。使用高質量諧振器的單核VCO可在有限頻率範圍內(nei) 提供低相位噪聲性能,而較低質量的振蕩器以寬帶操作為(wei) 目標,噪聲特性很一般。使用多個(ge) 切換式高質量諧振器電路的多頻段VCO是一種替代解決(jue) 方案,既支持寬帶操作,又能提供低相位噪聲性能,但其代價(jia) 是調諧速度較慢,因為(wei) 切換不同的核需要時間。VCO通常與(yu) 鎖相環配合使用。
鎖相環(PLL)或PLL頻率合成器可確保許多頻率合成和時鍾恢複應用所需的VCO輸出頻率穩定。如圖2a所示,PLL包含鑒相器,其將VCO頻率的N分頻與(yu) 參考頻率進行比較,並使用該差值輸出信號調節施加於(yu) VCO調諧線路的DC控製電壓。這使得任何頻率漂移都能得到即時校正,因而振蕩器能夠保持穩定操作。典型的PLL IC包含誤差檢測器——帶電荷泵的鑒頻鑒相器(PFD)——和反饋分頻器(參見圖2a中的虛線區域),另外還需要外部環路濾波器、參考頻率和VCO以構成一個(ge) 完整的反饋係統,從(cong) 而產(chan) 生穩定的頻率。使用集成VCO的頻率合成器IC可以大大簡化該係統的實現1。
集成VCO的頻率合成器將PLL和VCO組合在單個(ge) 封裝中,隻需要外部參考和環路濾波器就能實現所需的功能。集成式PLL頻率合成器是一種多功能解決(jue) 方案,具有廣泛的數字控製設置,支持產(chan) 生精確頻率。它常常包含集成功率分路器、倍頻器、分頻器和跟蹤濾波器,頻率覆蓋範圍超越了VCO的基頻範圍,達到數個(ge) 倍頻程。所有這些元件的內(nei) 在參數決(jue) 定了輸出頻率範圍、相位噪聲、抖動、鎖定時間和其他表示頻率合成電路總體(ti) 性能的特性。
轉換環路是基於(yu) PLL概念的另一類頻率合成器,但采用不同的方法實現。如圖2b所示,其反饋環路中使用的是集成下變頻混頻級,而不是N分頻器,環路增益設置為(wei) 1,帶內(nei) 相位噪聲極小。轉換環路IC(參見圖2b中的虛線區域)專(zhuan) 為(wei) 對抖動高度敏感的應用而設計,並與(yu) 外部PFD和LO組合使用,以緊湊的尺寸實現完整的頻率合成解決(jue) 方案,提供儀(yi) 表級性能。
直接數字頻率合成(DDS) IC是集成PLL頻率合成器的替代方案,采用不同的原理實現。基本DDS架構的原理圖如圖2c所示。它是一種數字控製係統,包括表示時鍾信號的高精度參考頻率、創建目標波形數字版本的數字控製振蕩器(NCO)以及提供最終模擬輸出的數模轉換器(DAC)。DDS IC提供快速跳頻、精細的頻率和相位分辨率以及低輸出失真,因此特別適合於(yu) 出色噪聲性能和高頻率捷變性至關(guan) 重要的應用2。
圖2.(a) 鎖相環、(b) 轉換環路、(c) 直接數字頻率合成器的簡化框圖
頻率產(chan) 生器件廣泛用於(yu) 對性能有不同要求的應用。例如,通信係統需要低帶內(nei) 噪聲以維持低誤差矢量幅度(EVM),頻譜分析儀(yi) 依賴於(yu) 具有快速鎖定時間的本振來實現快速頻率掃描,高速轉換器需要低抖動時鍾以確保高SNR性能。
倍頻器
當基頻振蕩器不能覆蓋所需頻率範圍時,使用倍頻器可以產(chan) 生更高的頻率。這些器件利用其元件的非線性特性來產(chan) 生輸出信號,其頻率是輸入信號的諧波。根據目標輸出諧波的階數,我們(men) 可以區分出二倍頻器、三倍頻器和四倍頻器,以及更高階的倍頻器。
用於(yu) 實現頻率倍增的非線性元件有不同類型,因而我們(men) 可以區分出依賴於(yu) 二極管電路的無源倍頻器和使用晶體(ti) 管的有源倍頻器。有源倍頻器需要外部直流偏置,但相對於(yu) 無源器件,它有若幹明顯優(you) 勢,包括轉換增益、較低的輸入驅動電平和更好的基波與(yu) 雜散頻率抑製。
倍頻器IC常常與(yu) VCO一起廣泛用於(yu) PLL頻率合成器設計中或作為(wei) 本振信號路徑的一部分,提供簡單且廉價(jia) 的頻率倍增解決(jue) 方案。然而,所有類型的倍頻器都存在一個(ge) 相同的缺點:相位噪聲性能會(hui) 隨著倍頻係數N而惡化至少20log(N) dB。例如,二倍頻器會(hui) 使相位噪聲水平增加至少6 dB,這在高速轉換器時鍾和其他對相位噪聲與(yu) 抖動敏感的應用中可能很嚴(yan) 重3。
分頻器和預分頻器
分頻器將較高輸入頻率變為(wei) 較低輸出頻率。如今,大部分此類器件是使用二進製計數器或移位寄存器實現的數字電路。它們(men) 廣泛包含於(yu) 時鍾分配電路和PLL頻率合成器設計中,應用眾(zhong) 多。分頻器可以有固定的分頻比(這種分頻器也稱為(wei) 預分頻器)或可編程的分頻比。將頻率N分頻可以使輸出信號的相位噪聲改善20log(N) dB。然而,這種改善受分頻器本身的加性相位噪聲(源於(yu) 其有源電路且會(hui) 增加到其輸出端)限製。良好的分頻器具有低加性相位噪聲和低諧波成分,這些都是其關(guan) 鍵特性。
RF混頻器
基本形式的RF混頻器是一個(ge) 3端口器件,使用非線性或時變元件產(chan) 生一個(ge) 包含兩(liang) 個(ge) 輸入信號的
和頻率與(yu) 差頻率的輸出信號。RF混頻器可以一般地區分為(wei) 無源混頻器和有源混頻器。無源混頻器使用二極管元件,或將FET晶體(ti) 管用作開關(guan) ,而有源混頻器依賴於(yu) 晶體(ti) 管電路來實現變頻。無源混頻器可以提供寬帶寬和高線性度性能,不需要外部直流偏置,而且噪聲係數一般優(you) 於(yu) 有源混頻器。但是,無源混頻器存在轉換損耗,並且需要高LO輸入功率,而有源混頻器能提供增益,所需的LO驅動電平要低得多。實現下變頻器或上變頻器的替代設計可以將無源混頻器核和有源電路結合以提供轉換增益,而不會(hui) 損害NF和線性度4。
混頻器IC有很多不同設計,最基本的是單端(或不平衡)。基於(yu) 二極管的單端混頻器的概念拓撲如圖3a所示。單端混頻器僅(jin) 使用一個(ge) 非線性元件來實現頻率轉換,這種解決(jue) 方案很簡單,但性能有限,因為(wei) 端口和高雜散之間的隔離很差。平衡式混頻器設計利用其電路的對稱性來克服上述限製。根據對稱程度,平衡式混頻器可以分為(wei) 單平衡、雙平衡和三平衡混頻器。單平衡混頻器(參見圖3b)由兩(liang) 個(ge) 以90°或180°混合方式結合的不平衡混頻器組成。此類混頻器提供高LO-RF隔離,可抑製RF或LO信號以及輸出端的偶數次LO諧波。使用各類雙平衡混頻器可以進一步改善性能。圖3c顯示了一個(ge) 常見例子,其四環配置使用了四個(ge) 肖特基二極管,RF和LO端口均放置有混合元件。雙平衡混頻器提供高整體(ti) 性能和良好的端口間隔離,能夠抑製RF和LO頻率以及所有偶數次RF和LO諧波,因而是廣泛使用的一類RF混頻器IC5。三平衡混頻器可以實現更高的隔離度和線性度。此類混頻器將兩(liang) 個(ge) 雙平衡設計組合起來,形成更高程度的對稱性以優(you) 化變頻過程,但代價(jia) 是電路複雜度顯著提高。
圖3.(a) 單端、(b) 單平衡、(c) 雙平衡和 (d) 鏡像抑製混頻器的概念拓撲
同相正交(I/Q)混頻器是單獨的一類平衡設計。I/Q混頻器利用相位抵消來消除幹擾鏡像信號,而無需外部濾波。普通I/Q混頻器在下變頻模式(參見圖3d)下通常可以用作鏡像抑製混頻器(IRM),在上變頻模式下可以用作單邊帶(SSB)混頻器。集成緩衝(chong) 器和驅動放大器的I/Q混頻器僅(jin) 針對兩(liang) 種工作模式中的一種而設計,因而可以將其區分為(wei) I/Q下變頻器和I/Q上變頻器。這些混頻器與(yu) 另一類頻率轉換IC密切相關(guan) ,稱為(wei) I/Q調製器和I/Q解調器。I/Q調製器和I/Q解調器提供一個(ge) 配合數據轉換器使用的高阻抗差分基帶接口,因而非常適合於(yu) 直接變頻收發器應用。具體(ti) 而言,它們(men) 構成了現代高集成度RF收發器IC的核心6。
我們(men) 還要簡要提及的一類常見混頻器是次諧波混頻器。它采用次諧波泵本振,為(wei) 使用較低LO頻率而無外部倍頻器的高頻RF設計提供一種簡單的解決(jue) 方案。
還有許多其他類型的RF混頻器實現依賴於(yu) 有源和無源技術。RF混頻器IC可以使用複雜的架構,其在一個(ge) 封裝中集成各種元件,包括PLL/VCO、放大器、倍頻器、衰減器和檢波器,並提供數字接口以控製其功能。
RF濾波器
RF濾波器IC幾乎在每種RF應用中都有使用,它能在頻譜(通常還包括非線性信號鏈內(nei) 產(chan) 生的幹擾雜散成分和源自外部的帶外信號)中選擇所需的頻率。因此,這種濾波器的關(guan) 鍵功能是為(wei) 目標通帶頻率提供最小衰減,並為(wei) 阻帶頻率提供最大衰減以抑製不需要的信號。圖4顯示了常見類型的濾波器頻率響應,包括低通濾波器(LPF)、高通濾波器(HPF)、帶通濾波器(BPF)和阻帶濾波器(如果阻帶較窄,也稱為(wei) 陷波濾波器)。
大多數RF應用需要跨多個(ge) 頻段濾波,這可以利用開關(guan) 式濾波器庫實現。此類解決(jue) 方案在一個(ge) 模塊中包含開關(guan) 和固定帶寬濾波器,可以在阻帶抑製、線性動態範圍和切換速度方麵提供出色的性能。然而,傳(chuan) 統開關(guan) 式濾波器庫的頻段選擇能力有限,而且通常很大且昂貴。具有連續模擬或數字調諧功能的緊湊型可調濾波器IC克服了這些限製,對於(yu) 許多應用中的多頻段操作,它是開關(guan) 式固定濾波器庫的有吸引力的替代方案。模擬可調濾波器提供電壓控製來調整中心和/或截止頻率,而數字可調濾波器的期望特性可以通過數字控製接口來配置。可調諧濾波器可以提供優(you) 異的通帶特性、良好的阻帶抑製、寬調諧範圍和快速建立時間,滿足當今廣泛RF應用的苛刻要求。
圖4.濾波器頻率響應:(a) 低通濾波器,(b) 高通濾波器,(c) 帶通濾波器,(d) 帶阻濾波器
RF開關(guan)
RF開關(guan) 是用於(yu) 路由高頻信號通過信號鏈的控製器件。其關(guan) 鍵功能可以利用不同類型的開關(guan) 元件實現,包括PIN二極管、FET晶體(ti) 管或微機械懸臂梁。根據開關(guan) 元件的布置方式,開關(guan) 設計可以有不同數量的“刀”(由開關(guan) 控製的單獨電路)和“擲”(開關(guan) 可以為(wei) 每個(ge) “刀”使用的單獨輸出路徑)。單刀n擲(SPnT)開關(guan) 將信號從(cong) 一個(ge) 輸入路由到n個(ge) 輸出。例如,單刀單擲(SPST)開關(guan) 將一個(ge) 輸入連接到一個(ge) 輸出,提供簡單的開關(guan) 功能;單刀雙擲(SPDT)開關(guan) 將一個(ge) 輸入連接到兩(liang) 個(ge) 輸出(參見圖5a);單刀四擲(SP4T)開關(guan) 將輸入信號路由到四個(ge) 輸出路徑(參見圖5b)。RF開關(guan) 還可以有多個(ge) “刀”,此類開關(guan) 稱為(wei) 轉換開關(guan) (參見圖5c)。最常見的例子是雙刀雙擲(DPDT)配置,其具有兩(liang) 個(ge) 單獨的電路,這些電路可以連接到兩(liang) 個(ge) 輸出路徑中的一個(ge) 。
RF開關(guan) 設計可以有更複雜的拓撲結構,其將多個(ge) 較低階的開關(guan) 組合在一起。此類IC稱為(wei) 開關(guan) 矩陣或交叉點開關(guan) ,可在多個(ge) 輸入和多個(ge) 輸出之間提供靈活的RF信號路由。
圖5.RF開關(guan) 示例:(a) 吸收式SPDT、(b) 反射式SP4T和 (c) 控製轉換開關(guan) 及真值表示例。
(注意:RFC = RF公共端口,CTRL = 控製電壓端口)。
無論開關(guan) 配置如何,我們(men) 都可以區分出反射式開關(guan) 和吸收式開關(guan) (也稱為(wei) 非反射式或端接開關(guan) )。其主要區別在於(yu) ,吸收式開關(guan) 包含一個(ge) 匹配負載,用於(yu) 端接關(guan) 斷狀態下的輸出端口,以使電壓駐波比(VSWR)最小(參見圖5a)。此特性使得吸收式開關(guan) 在兩(liang) 種開關(guan) 模式下均能保持良好的回波損耗,這是反射式開關(guan) 所不能提供的。然而,與(yu) 反射式開關(guan) 相比,吸收式開關(guan) 的這個(ge) 優(you) 點的代價(jia) 是功率處理能力較低且電路複雜性較高。
RF開關(guan) IC可以采用多種不同技術實現,包括矽基半導體(ti) CMOS和SOI、化合物半導體(ti) GaAs和GaN以及微機電係統(MEMS)7,8。每種技術在頻率範圍、功率處理能力、隔離、插入損耗、開關(guan) 速度、建立時間等關(guan) 鍵性能規格方麵都有自己的優(you) 缺點。例如,GaAs的高溫性能更優(you) 越,GaN廣泛用於(yu) 高功率應用,矽基工藝在建立時間、集成能力、低頻特性和高ESD魯棒性等方麵勝出7。替代性MEMS技術在很小的芯片級封裝中提供微機械繼電器,獨特地支持直流精度性能,具有高線性度和功率,而開關(guan) 速度、有限周期壽命和熱切換限值方麵較差。
RF衰減器
RF衰減器可降低RF信號的強度,實現與(yu) 放大器相反的功能。它是用於(yu) 調整信號鏈中的增益和平衡信號電平的控製器件。RF衰減器IC通常是吸收式(傳(chuan) 輸型)器件。我們(men) 可以一般地區分出固定衰減器(具有不變的衰減水平)和可變衰減器(支持調整衰減水平)。具有一組離散衰減水平的可變衰減器IC稱為(wei) 數字步進衰減器(DSA),其通常用於(yu) 信號粗略校準,受預定衰減步長的限製。電壓可變衰減器(VVAS)用於(yu) 控製精細信號。與(yu) DSA相反,VVA支持連續調整衰減水平,可以將其設置為(wei) 給定範圍內(nei) 的任何值。所有類型的RF衰減器在工作頻率範圍內(nei) 都應以良好的VSWR提供平坦的衰減性能,而DSA還必須確保無故障操作以減少狀態轉換期間的信號失真7。
RF檢波器
基本形式的集成式RF檢波器是一個(ge) 2端口器件,提供與(yu) 施加於(yu) 輸入端的RF信號功率成比例的輸出電壓信號。與(yu) 基於(yu) 二極管的分立檢波器實現相反,集成式RF檢波器提供多種開箱即用的優(you) 勢,包括寬溫度範圍內(nei) 的穩定輸出電壓、更容易的器件校準和用於(yu) 與(yu) ADC直接接口的緩衝(chong) 輸出9。最常見RF檢波器IC是各類需要測量RF信號功率幅度的應用中使用的標量檢波器。標量檢波器的主要類型包括RMS功率檢波器、對數檢波器和包絡檢波器。
RMS功率檢波器提供施加於(yu) RF輸入的實際信號功率的精確rms表示。有線性響應rms檢波器,其rms輸出是線性響應的直流電壓,還有線性dB響應的對數rms檢波器,實際RF輸入功率每改變1 dB,其輸出電壓也改變相同的量。這兩(liang) 類rms檢波器非常適合不需要快速響應時間的應用,測量複數調製信號(其高波峰因數隨時間而變化)的波形無關(guan) 功率。它們(men) 通常用於(yu) 平均功率監測、發射信號強度指示(TSSI)、接收信號強度指示(RSSI)和自動增益控製(AGC)。
對數檢波器(也稱為(wei) 對數放大器)將輸入RF信號轉換為(wei) 精確的對數線性直流輸出電壓。對數檢波器提供非常高的動態工作範圍。這是利用連續壓縮方法實現的,依賴於(yu) 一係列耦合到檢波器的級聯限幅放大器,其輸出在級聯拓撲結構的輸出級加總。隨著輸入功率增加,連續放大器逐漸進入飽和,從(cong) 而生成對數函數近似值。對數檢波器非常適合於(yu) 高動態範圍應用,包括RSSI和RF輸入保護。
連續檢波對數視頻放大器(SDLVA)是一種特殊類型的對數檢波器,提供平坦的頻率響應和優(you) 越的上升/下降與(yu) 延遲時間,因而是要求超高速性能的應用(包括瞬時頻率測量、方向查找接收器和電子智能應用)的首選解決(jue) 方案。
包絡檢波器(也稱為(wei) 峰值檢波器或AM檢波器)提供與(yu) RF輸入信號的瞬時幅度成比例的基帶輸出電壓。包絡檢波器IC通常利用快速切換肖特基二極管實現,因而是需要非常快速響應時間的較低動態範圍應用的理想解決(jue) 方案。包絡檢波器的典型應用包括PA偏置控製中的效率增強包絡跟蹤、PA線性化、快速過大RF功率保護、高分辨率脈衝(chong) 檢測和I/Q調製器的LO泄漏校正。
除了標量檢波器外,還有一種稱為(wei) 矢量功率測量IC的集成檢波器。它們(men) 提供超出標量功率測量功能的擴展能力10 。矢量功率測量檢波器可以測量信號的多個(ge) 參數,包括幅度、相位和沿著傳(chuan) 輸路徑的行進方向(前向或反向)。 在無線發射器中的天線調諧、模塊化係統中的內(nei) 置測試和材料分析等應用中,此類器件是在線測量散射參數的理想解決(jue) 方案。
結論
在RF信號鏈係列的第二部分中,我們(men) 討論了代表典型RF信號鏈的基本構建模塊的一些主要RF IC,並進行了分類。但是,在此概述中,我們(men) 僅(jin) 觸及了各種類型和形式的RF器件的皮毛。越來越複雜的RF係統需要更完整的信號鏈解決(jue) 方案,這導致了將多個(ge) 功能模塊整合在同一封裝中或一個(ge) 芯片上的眾(zhong) 多IC設計的發展。這些器件可以集成混頻器、PLL、VCO、放大器、檢波器和其他器件,以緊湊的外形尺寸提供高度先進的功能,並提供更簡單的設計、更低的功耗、更低的成本和更短的開發周期。
ADI公司提供業(ye) 界最廣泛的RF集成電路產(chan) 品組合,涵蓋從(cong) DC到超出100 GHz的完整頻譜,適合信號鏈中的幾乎所有功能模塊11 。ADI公司廣泛的產(chan) 品矩陣覆蓋放大器、混頻器、濾波器和其他標準IC器件,一直到混合信號模擬前端和係統化封裝(SIP)解決(jue) 方案——它們(men) 是經過全麵測試和驗證的完整子係統。 ADI產(chan) 品提供一流的性能,可滿足廣泛RF應用——從(cong) 通信和工業(ye) 係統一直到測試測量設備和航空航天係統——的最苛刻要求。為(wei) 了支持RF工程師開發這些應用,ADI公司不僅(jin) 提供RF IC,還提供一個(ge) 完整的生態係統,包括設計工具、快速原型平台、Circuits from the Lab®參考設計、EngineerZone®技術論壇和一流的技術支持。
(來源:ADI公司,作者:Anton Patyuchenko,現場應用工程師)