900MHz、1W硅功率放大器—MAX2235
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MAX2235為900MHz、1W硅功率放大器（PA），利用它的輸出功率自動斜率控制結(jié)構(gòu)能有效降低FSK/TDMA系統(tǒng)中的瞬態(tài)噪聲以及直接調(diào)制系統(tǒng)中的“VCO牽引”問題，因此MAX2235特別適用于雙向?qū)ず簟?/span>AMPS、微蜂窩GSM以及其它900MHz ISM頻段的應(yīng)用。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/226472.htm
MAX2235的工作頻率范圍為800MHz～1000MHz，采用2.7～5.5V的單電源供電，可直接由三節(jié)Nicd或一節(jié)Li+電池供電，當(dāng)電源電壓為3.6V時(shí)，輸出功率典型值為30bBm（1W）；在電源電壓為2.7V，輸出功率可達(dá)+28dBm。MAX2235的功率增益可由外部調(diào)節(jié)，可調(diào)范圍為37dB。功率控制引腳可同時(shí)控制增益和偏置電路，因而可獲得最佳效率，有效延長了系統(tǒng)的電池工作時(shí)間。輸出功率為30dBm時(shí)，效率為47%；利用該芯片的關(guān)斷模式還可以進(jìn)一步降低功耗。 1．MAX2235原理框圖
圖1為MAX2235的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，它由RF輸入級、驅(qū)動級、功率放大級和偏置電路、電源管理等部分組
成，RF輸入級為可變增益放大器（VGA），通過改變增益控制引腳GC的電壓調(diào)節(jié)功放的增益，增益可調(diào)范圍為37dB，增益與VGC的關(guān)系曲線如圖2所示。輸入晶體管相當(dāng)于一個(gè)跨導(dǎo)，可保持固定的偏置電流。輸入級為A類放大器，待機(jī)模式下可保證輸入電壓駐波比（VSWR）的變化量不大于1.5：1，為改善輸入VSWR，應(yīng)在輸入端外接匹配電感。
驅(qū)動級電路能為功經(jīng)輸出級提供足夠大的信號，以使輸出級功率管工作在飽和區(qū)。驅(qū)動電路工作于C類，在待機(jī)模式下將被關(guān)閉。驅(qū)動級與功率輸出級的匹配電路內(nèi)置于芯片內(nèi)部，用于改善負(fù)載和功率傳輸特性，并可節(jié)省線路板尺寸，匹配網(wǎng)絡(luò)的帶寬允許PA工作在較寬的頻率范圍內(nèi)。
功率輸出級能夠?yàn)?/span>50Ω負(fù)載提供30dBm的輸出功率,為了獲得較高的功率附加效率(PAE),該級電路工作于E類。在輸出端外接適當(dāng)?shù)钠ヅ渚W(wǎng)絡(luò)能優(yōu)化輸出功率，因此，使用時(shí)一般在輸出端外接一個(gè)具有低等效串聯(lián)電阻的上拉電感，電感的最小額定電流為1.5A。
GC、RAMP、REF是偏置電路與功率控制引腳，引腳電壓低于0.5V時(shí)，MAX2235內(nèi)部電路全部關(guān)閉；引腳電壓高于2.0V時(shí)，MAX2235開啟，此時(shí)，如果
在0.6V～2.3V范圍內(nèi)變化，就可連續(xù)控制輸入級增益和輸出功率的大小。當(dāng)低于0.4V時(shí)，MAX2235處于待機(jī)模式，這時(shí)只有輸入級保持有效工作狀態(tài)。當(dāng)VGC浮空，
>2.0V時(shí)，芯片輸出功率最大。MAX2235的工作模式見表1。
2．MAX2235應(yīng)用電路 MAX2235典型應(yīng)用電路如圖3所示，射頻輸入與射頻輸出匹配于824MHz～849MHz，圖中電容C1～C18均選用陶瓷電容，為降低輻射與插入損耗，應(yīng)盡可能縮短線路板各引腳連線，特別是晶體管發(fā)射極的引線電感最為嚴(yán)重，發(fā)射極電流在其上產(chǎn)生的反饋電壓會導(dǎo)致放大器的功率增益和輸出功率的嚴(yán)重下降。圖4為該電路的測試結(jié)果，分別表示不同電源電壓下，輸出功率隨輸入功率的變化和放大器效率與輸出功率的對應(yīng)關(guān)系曲線。
圖3中，連接在RAMP引腳與VREF引腳之間的電容C8用于設(shè)置功放在開啟和關(guān)斷期間輸出功率的上升和下降時(shí)間，在電容C8的作用下，輸出將減緩上升或下降的速度，因而能夠有效減小輸出瞬變噪聲和頻譜散射。另外，在直接調(diào)制系統(tǒng)中，VCO的負(fù)載阻抗會隨著功放的迅速上電而發(fā)生變化，這將導(dǎo)致VCO的頻率或相位飄移，這種漂移須由鎖相環(huán)電路（PLL）校正，校正瞬間（即所謂的“VCO牽引”）會導(dǎo)致錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)位，甚至?xí)霈F(xiàn)過量的雜散發(fā)射。引起VCO牽引的另一個(gè)因素是功放的輸出功率向VCO的泄漏（通過輻射或傳導(dǎo)），在功放上電期間造成瞬時(shí)的相移，同樣需要PLL校正。MAX2235在器件開啟時(shí)輸入阻抗僅發(fā)生輕微的改變，從而阻止了負(fù)載改變造成的VDO牽引。此外，自動斜率控制結(jié)構(gòu)在上電期間給出一個(gè)經(jīng)過控制的輸出功率，只要上升時(shí)間被設(shè)計(jì)為（通過外部電容C8）低于環(huán)路帶寬，PLL就能跟蹤來自功放輸出的任何反饋，而不會發(fā)生瞬態(tài)相移。由圖5可以看出，在上電時(shí)，其電壓駐波比的變化量很小，因而可有效解決直接調(diào)制系統(tǒng)中的VCO牽引問題。
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