無論您是需要檢查新的嵌入式天線,天線開關(guān),RF功率放大器還是更復(fù)雜的放大器,組件供應(yīng)商提供的評估板和開發(fā)套件都可以快速,低成本地評估各種選項或在進(jìn)行完整設(shè)計之前創(chuàng)建概念驗證解決方案。選擇范圍還可以滿足預(yù)算緊張的需求,從而使開發(fā)成本盡可能低。通過評估板,您可以實現(xiàn)從天線到收發(fā)器的完整無線系統(tǒng)信號鏈,甚至可以將該子系統(tǒng)鏈接到主機(jī)系統(tǒng)。
低成本評估板通常是相當(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輸入和輸出的幾個連接器。一些電路板還包括一個小型原型設(shè)計區(qū)域,以便設(shè)計人員定制他們的解決方案。對于開發(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,使設(shè)計人員在開發(fā)解決方案時具有很大的靈活性。
讓我們看看從天線到收發(fā)器的無線信號路徑的一些評估/開發(fā)套件選項。即使是簡單的無源設(shè)備(如可嵌入天線)也需要評估板來更好地確定天線在其使用的系統(tǒng)中的反應(yīng)方式。 Antenova,Ethertronics,Laird,Pulse Finland和Taoglas都為其天線提供了簡單的開發(fā)板。 Antenova的Mica 2.4 GHz SMD天線面向藍(lán)牙,Wi-Fi和ZigBee,以及2.3和2.5 GHz的WiMAX以及WiBro。在天線下方具有適當(dāng)接地平面的簡單評估板可使天線提供最佳輻射方向圖(圖1a)。 Ethertronics提供多種評估選項,Savvi是嵌入式陶瓷天線,針對2.4至2.5和4.9至5.8 GHz頻段的802.11a/b/g應(yīng)用的無線局域網(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(圖1b,右)。兩個評估板都是簡單的設(shè)計,只包括安裝在地平面上的天線和連接到系統(tǒng)其余部分的小型RF連接器。這兩款天線均采用該公司獨立的磁偶極子技術(shù),有助于保持天線尺寸小,并最大限度地減少失諧,無論使用位置如何。
針對藍(lán)牙和802.11應(yīng)用,萊爾德科技的BlackChip?表面貼裝天線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。對于工作頻率為1,575 GHz的全球定位系統(tǒng),兩個緊湊型天線,一個來自Pulse Finland,另一個來自Taoglas,尺寸為10 x 3.2 x 4 mm和25 x 25 x 4 mm。雖然沒有按比例顯示,但公司評估板上的脈沖天線(圖1d,左圖)消耗的面積不到Taoglas天線的一半(圖1d,右圖)。
圖1:天線評估板的設(shè)計相對簡單,如Antenova(a),Ethertronics(左 - Savvi,右 - Prestta),Laird(c)和Pulse Electronics(d)都展示了。
天線與系統(tǒng)其余部分之間的信號通常通過開關(guān)進(jìn)行路由,該開關(guān)為多頻段天線或無線系統(tǒng)中的不同無線電之間提供頻段選擇。 μPD5902T7K是CMOS高功率SPDT(單刀雙擲)開關(guān),針對GSM和UMTS/LTE主天線開關(guān),功率電平高達(dá)+35 dBm。該芯片來自CEL,安裝在一個簡單的電路板上,該電路板有三個RF連接器和幾個電源引腳(圖2a)。 Peregrine Semiconductor提供多種開關(guān)選項,利用其UltraCMOS工藝生產(chǎn)SPDT開關(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)市場的PE43742,并推出PR42430 SP3T RF開關(guān)無線局域網(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開關(guān)是CEL(a)的SPDT電路,Peregrine Semiconductor的SPDT開關(guān)(b,左),公司的SP3T開關(guān)(b,右),基于Skyworks HEMT的開關(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)器件實現(xiàn)的開關(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觸點四方扁平封裝,安裝在小型電路板上進(jìn)行評估(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)安裝在評估板的中心時,微小的1.5mm2表面貼裝封裝幾乎不可見(圖2c,右圖)。
作為信號路徑的一部分,通常插入數(shù)字衰減器來控制信號強(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,范圍為0.5至31.5 dB。該器件采用絕緣體上硅CMOS工藝實現(xiàn),在1 GHz時的插入損耗僅為2.5 dB,在2.5 GHz時的插入損耗為3 dB。霍尼韋爾的評估板設(shè)計簡單,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的步長控制0.5至31.5 dB的衰減。
進(jìn)一步深入信號鏈,您通常會遇到的下一個模塊是發(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。針對蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施,雙向私有無線電和寬帶放大器,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時提供13 dB的小信號增益,在6 GHz時提供11 dB的信號增益。 Cree提供的評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(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。該器件的評估板布局簡單,放大器位于輸入和輸出連接器之間,并且布局針對900 MHz工作進(jìn)行了優(yōu)化(圖4b)。在信號鏈的接收端,或作為輸出級的驅(qū)動器,Hittiite低噪聲放大器(LNA),HMC564LC4 MMIC,針對點對點無線電,軍事和太空中的7至14 GHz頻段和其他應(yīng)用程序。基于pHEMT 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的小信號增益。評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,因為Cree(a),Hittite Microwave(b),Hittite低噪聲放大器(c)以及RFMD(d)的功率放大器的評估板都說明了這一點。
RFMD的RFHA1000和RF3931功率放大器采用GaN HEMT器件實現(xiàn),可提供15和30 W.RFHA1000可在50 MHz至1 GHz頻段上運行,而RF3931可提供更寬的DC至3.5 GHz工作帶寬。另一個放大器NBB-400具有DC至8 GHz帶寬,并通過結(jié)合InGaP HBT和GaAs HEMT來制造寬帶寬,以制造MMIC放大器,在2 GHz時提供15 dB增益,在6 GHz時提供14.6 dB增益。放大器的評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)。
對于更復(fù)雜的電路,還有更大的開發(fā)板和評估套件可用于檢查下變頻混頻器,對數(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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