915MHz ISM无线电频段,过温管理功能1 W功率放大器性能评测


原标题:915MHz ISM无线电频段,过温管理功能1 W功率放大器性能评测
针对915MHz ISM无线电频段,具备过温管理功能的1W功率放大器,以下是对其性能的评测:
一、频段与应用背景
915MHz ISM(工业、科学和医学)无线电频段是由国际电信联盟(ITU)为区域2(包括美洲、格陵兰岛和一些东太平洋群岛)分配的免许可频段。该频段在短距离无线通信系统中颇受欢迎,且对应用和占空比没有任何限制。其常见用途包括业余无线电、监视控制与数据采集(SCADA)系统以及射频识别(RFID)。
二、功率放大器性能
核心组件:
采用ADI公司的两级RF功率放大器ADL5605,该放大器的工作频率范围为700MHz至1GHz,能够覆盖915MHz ISM频段。
ADL5605的典型增益为23.0dB,最小噪声系数为4.7dB,具有较高的性能表现。
信号链与滤波器:
电路的RF输入信号通过表面声波(SAW)滤波器,将驱动放大器的输入限制在902MHz至928MHz频段内。
SAW滤波器的典型最大插入损耗为2.9dB,端接阻抗为50Ω,有助于确保信号的完整性。
阻抗匹配与布局:
对于915MHz ISM频段,ADL5605的RFIN引脚上不需要外部匹配元件。
使用微带线作为电感,并连接一个额外的串联电感和一个并联电容,即可将RFOUT引脚匹配至50Ω。
元件的正确布局对于匹配至关重要,通过仿真得到的建议元件间距值有助于优化电路性能。
增益与相位噪声:
在915MHz的中心频率下,该电路实现了20dB的增益,输入和输出回波损耗分别大于11dB和6dB。
该系统的相位噪声很低,在10kHz和100kHz的频率偏移时,相位噪声值低于-110dBc/Hz;在1MHz和10MHz的频率偏移时,相位噪声值分别低于-130dBc/Hz和-140dBc/Hz。
输出功率与输入功率关系:
在大约11dBm的输入电平下,该电路实现了1W的最大输出电平。
三、过温管理功能
温度监测与保护:
利用ADI公司的ADT6402温度开关实现过温管理功能,监视板温度并在达到设定的阈值时禁用放大器,以保护电路免受过热损害。
ADT6402的精度高,典型额定值为±0.5°C(最大值为+6°C),在整个额定温度范围内都能保持高精度和线性度。
温度断路点与迟滞设置:
通过S0、S1和S2引脚的状态选择ADT6402的温度断路点和迟滞。
由于ADL5605的散热特性良好,建议将断路点设置为至少95°C。
散热设计:
功率放大器在使用时会产生大量热量,因此该设计特别注重散热。
EVAL-CN0522-EBZ设计有三层厚的接地层,并在ADL5605周围和下方布置了多个散热通孔,有助于降低放大器周围的温度。
四、电源管理
USB供电与电压调节:
CN-0522的电源通过microUSB端口供应,并由LTM8045 μModule调节。
LTM8045是一个小型、独立的DC-DC转换器,简化了稳压器电路设计。
电流消耗与效率:
该设计在正常工作期间大约需要307mA电流,主要由ADL5605消耗。
但请注意,ADL5605在较高输出电平下会消耗更多电源电流。
综上所述,915MHz ISM无线电频段、具备过温管理功能的1W功率放大器在性能上表现出色,具有高增益、低相位噪声、精确的过温管理以及高效的电源管理等特点。这些特点使得该功率放大器在短距离无线通信系统中具有广泛的应用前景。
责任编辑:David
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