应用于无线通信基础网的可变增益放大器

Variable Gain Amplifiers for Wireless Infrastructure

Integrated Device Technology Inc., San Jose, Calif.

针对无线通信基础网的应用，IDT公司开发出了一系列用于传输信号的可变增益放大器（VGA），该放大器具有较高增益和良好的线性度。公司研发人员通过引入一个新的恒定线性度电路模块K_LIN^TM RF VGA，使得该系列产品额定增益提升到29.5dB，最大增益可达32dB，其输出三阶截点（output IP3）为+38.5dBm。产品还整合了步进分辨率为0.5dB的数字步进衰减器（DSA），使得该系列三款产品在700MHz到2950MHz的工作频段内（见表格1），都具有比较好的增益、OIP3以及P_1dB性能。每个可变增益放大器的线性度在各自的频段都得到了优化，不仅如此，放大器的增益平坦度也在更宽的频率范围内进行了优化，以满足系统拓展数字预失真频段的使用要求。

在无线通信基站和远端射频单元（RRU）中，RF VGA系列放大器应用于信号发射路径上，连接数字转换器到功率放大器（PA），信号发射路径对设备性能的典型要求如下：低失真、高效率、高ACLR(邻信道泄露功率比)、低噪声、高信噪比、低直流功耗、PCB占用面积小、低成本。

IDT公司的可变增益放大器不仅满足甚至超越无线通信基础网络的需求，其中F145x系列的每个产品都包含一个K_LIN^TM RF放大电路，一个DSA和一个PA驱动放大器（见图1），它能够在增益可控的范围内在噪声和线性度之间提供最优的性能平衡。

图1  带K_LIN^TM功能的Tx VGA可变增益放大器功能框图

三款Tx VGA放大器的主要性能如下：工作频率宽；最大增益32dB，增益平坦，不随温度变化；最大增益时的噪声4dB；P_1dB=23.4dBm，且在第一个12dB增益下降期间保持不变；OIP3=38.5dBm，且在第一个12dB增益下降期间保持不变；在工作频段内，增益29.5dB，步进分辨率0.5dB；增益控制采用串行接口（SPI）；内部匹配和偏置；采用低热敏电阻的高可靠性MSL1封装；单路+5V、220mA直流供电；可为TDD提供备用；高可靠性，单片集成电路采用QFN封装(方形扁平无引脚封装)。

K_LIN的特点

F145X系列放大器的最大特色就是其内部引入一个K_LIN^TM放大电路。与市场上常见的竞争品相比，IDT公司的产品通过增加这个K_LIN^TM放大电路，能够在更宽的输入和输出功率下提高OIP3以及P_1dB的性能。与市场上其它产品不一样的是，F145X系列放大器的增益控制是分别在K_LIN^TM放大器电路和DSA电路中单独进行的。第一级放大器电路的作用是，当整个模块的增益从最大值开始下降的时候改善产品的线性度，即在模块增益从最大值开始下降了约12dB的情况下，仍能保持输出IP3（OIP3）恒定不变（见图2），从而为系统提供更宽的动态工作范围。基于这个额外增加的动态工作范围，就可以在更宽的输入功率范围内依然能保持整个模块输出P_1dB和OIP3恒定不变。目前市场上普通的VGA产品的OIP3在模块增益开始下降的时候即出现较陡的下降曲线，模块如果想要满足较好的交调性能，其输入的功率范围就受到了明显的限制。

图2  OIP3和增益的曲线图，显示了带K_LIN放大器与普通竞品放大器的区别

以上原理同样也适用于P_1dB的特性，由于F145X系列放大器在模块增益下降的时候能承受更高的输入功率，它有助于改善F145X放大器的各项性能。相反，目前市场上部分竞争对手的VGA产品，由于其第一级放大器增益的下降出现的更早，引起了P_1dB和OIP3的同步下降，致使其只能承受相对较小的允许输入功率范围。（译者：郑岳忠）

Integrated Device Technology Inc.

San Jose, Calif.

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