RF PA放大電路設(shè)計(jì)的幾種思路

隨著移動(dòng)數(shù)據(jù)通信技術(shù)的蓬勃發(fā)展，對(duì)各種無(wú)線設(shè)備的硬件及技術(shù)要求也越來(lái)越高，從而在實(shí)現(xiàn)各種通信環(huán)境之下穩(wěn)定、安全、高速的數(shù)據(jù)傳輸未來(lái)移動(dòng)通信的研究重點(diǎn)。射頻放大器（PA）作為發(fā)射機(jī)的末端，在電路設(shè)計(jì)中要考慮很多細(xì)節(jié)，比如：調(diào)制信號(hào)是否達(dá)到所需要的發(fā)射功率，接收機(jī)是否能夠完整、滿意的信號(hào)電平，信號(hào)放大后如何保證不失真等等。今天，小編來(lái)問(wèn)大家繼續(xù)講解有關(guān)RF放大器相關(guān)的一些知名射頻半導(dǎo)體廠商方案。

村田（Murata）自適應(yīng)通信多級(jí)構(gòu)成PA 電路

概述：村田自主研發(fā)的功率放大器，采用多級(jí)構(gòu)成PA，從而穩(wěn)定保證RF射頻達(dá)到發(fā)射所需功率，同時(shí)能夠根據(jù)相應(yīng)的通信方式改變PA的構(gòu)成。

村田自適應(yīng)多級(jí)構(gòu)成PA - 詳細(xì)介紹：

圖1為PA的電路示例。由于單級(jí)PA難以達(dá)到所要求的輸出功率，因此通常為多級(jí)構(gòu)成。圖1的PA為二級(jí)構(gòu)成，但是所要求的輸出功率因手機(jī)通信方式而異，故須根據(jù)相應(yīng)的通信方式來(lái)改變PA的構(gòu)成。例如，GSM要求的輸出功率比UMTS大，因此，UMTS多為二級(jí)構(gòu)成，而GSM則多為三級(jí)構(gòu)成。

圖1： 功率放大電路 （二級(jí)構(gòu)成）

1. 阻抗匹配 （匹配）

在信號(hào)的傳送線路，讓發(fā)送端電路的輸出阻抗與接收端電路的輸入阻抗一致，匹配后，可以最大限度地把發(fā)送端的電力傳送到接收端。

因此，PA的輸入輸出部分也需要匹配電路。

匹配電路使用電容器和電感器，請(qǐng)確認(rèn)要使用的頻帶具備充分的特性 （Q、自諧振頻率等） 。

2. 輸入匹配電路

T大多數(shù)輸入匹配電路的信號(hào)電平較小，并且零件的Q的大小對(duì)PA特性沒(méi)有那么大的影響。此外，為了滿足最近的PA小型化需求，選擇小型電感器的情況也日益增多。

村田的電感器中，薄膜型LQP03TN_02系列 （0.6×0.3mm） 和更小型的LQP02TQ_02系列 / LQP02TN_02系列（0.4×0.2mm） 很合適。

圖2為L(zhǎng)QP02TQ_02/LQP02TN_02/LQP03TN的Q （均為6.8nH） 對(duì)比圖表。此圖表是采用了前面介紹的SimSurfing表示的。

圖2： LQP02TQ_02/LQP02TN_02/LQP03TN的Q對(duì)比 （均為6.8nH）

3. 輸出匹配電路

由于被PA放大的信號(hào)通過(guò)輸出匹配電路，因此信號(hào)電平將增大，并且零件的Q也將對(duì)PA特性產(chǎn)生很大影響。RF電感器也是Q越大，PA的增益就越大，并且還可以縮小輸出電流。故請(qǐng)一邊調(diào)整所要求的增益和輸出電流等，一邊擇RF電感器。

村田的電感器中，繞線型LQW系列的Q最高，使用LQW系列可以獲得高性能的PA特性。 小尺寸、Q值較高的 LQW04AN_00系列（0.8×0.4mm間距）/ LQW03AW_00系列（0.53×0.4mm間距）很合適。另外，在要求更小型化的情況下，尺寸為0603，Q值最高的薄膜式LQP03HQ系列（0.6×0.3毫米）為首選。

圖3、圖4為L(zhǎng)QW03AW/LQW04AN/LQP03HQ的 （7.5nH） 對(duì)比圖表。

圖3： LQW03AW/LQW04AN/LQP03HQ的Q對(duì)比 （均為7.5nH）

4. 電源線

為了達(dá)到阻止 （扼流） 交流 （信號(hào)或噪聲） 、只通過(guò)直流的目的，PA的電源線采用扼流線圈。如果扼流線圈出現(xiàn)電壓下降，就會(huì)影響PA特性，因此希望電感器的直流電阻盡可能小。一級(jí)的輸出功率較小，因此流過(guò)扼流線圈的電流較小; 隨著后一級(jí)輸出功率的增大，流過(guò)扼流線圈的電流將增大。

另外，經(jīng)常會(huì)有PA內(nèi)的扼流線圈寫(xiě)入多層基板的情況發(fā)生、扼流線圈占據(jù)了PA的大部分面積，就會(huì)阻礙PA本身的小型化。

村田為PA的小型化做出了貢獻(xiàn)，在電流較小的初段，推薦使用薄膜型的LQP03TN_02系列（0.6×0.3毫米）。另外、在電流較大的后端，推薦使用PA扼流專用的LQP03P系列（0.6×0.3毫米）產(chǎn)品。

此外、這里的鏈接介紹了DCDC變流器以及PA間的電源線噪音措施案例，推薦了措施相關(guān)產(chǎn)品LQW15C系列（1.0×0.5mm）。

村田在輸入、輸出匹配電路，內(nèi)部電源線之間，推薦部分適用的產(chǎn)品系列：

［輸入匹配電路］

?LQP02TQ ?LQP02TN ?LQP03TN

［輸出匹配電路］

?LQW04AN ?LQP03HQ

［電源線（PA內(nèi)部）］

?LQP03P

［電源線（DCDC-PA間）］

?LQW15C ?LQW18C

村田針對(duì)適用于手機(jī)及智能手機(jī)開(kāi)發(fā)多種低功耗、小尺寸、支持多頻段的發(fā)射模塊，如LMPR5LCA-D71/D72系列產(chǎn)品，支持雙頻段Dual Band （Band1/Band5+18） ， 單頻段Single Band （Band11） ，產(chǎn)品采用LTCC基板高度集成SAW濾波器、功率放大器和磁穩(wěn)定器為一體，器件體積相比原有產(chǎn)品縮小50%。

村田高度集成適用于智能機(jī)的發(fā)射模塊

世界最小、低功耗智能終端RF發(fā)射模塊LMPR5LCA-D71/D72

世界首創(chuàng)集SAW濾波器、功率放大器和穩(wěn)定器為中心一體發(fā)射模塊

HFQPRAPCA-064/065/066