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電路功能與優勢
國際電信聯盟(ITU)分配了免許可的5.8 GHz工業、科學和醫學(ISM)無線電頻段供全球使用。隨著無線技術和標準的進步，以及的法規合規要求，使此頻段在短距離無線通信系統中頗受歡迎。
因為可用的通道數量和帶寬，短距離數字通信應用（例如WiFi）更傾向于使用5.8 GHz頻段。雖然傳輸范圍比2.4 GHz頻段要短，但它提供150 MHz帶寬，可支持高達23個非重疊WiFi通道。其他常見用例包括軟件定義無線電、無線接入點、公共安全無線電、無線中繼器、毫微微蜂窩、長期演進(LTE)/微波存取的全球互操作性(WiMAX)/4G、收發器基站(BTS)基礎設施。
這種設計尺寸小巧，提供高增益、可靠的過功率監測和保護，對于面臨信號強度低，或覆蓋范圍小的ISM頻段應用來說，這是一項附加優勢。
圖1所示的電路來自高性能RF接收器系統，具有+23 dB增益，優化之后，支持采用5.8 GHz中心頻率。其輸入未經濾波，保持2 dB噪聲系數，但輸出端配有帶通濾波器，會衰減帶外干擾。
該電路中包含高速過功率檢測器和開關，用于保護連接至接收器系統的下游敏感設備。當RF功率電平下降到可接受范圍內時，接收器系統也會自動恢復正常運行。RF輸入和輸出是標準的SMA連接器，整個設計由一個微型USB連接器供電。
圖1.eval-CN0534-EBZ簡化功能框圖
ADI公司的Circuits from the Lab™電路由ADI工程師設計構建。每個電路的設計和構建都嚴格遵循標準工程規范，電路的功能和性能都在實驗室環境中以室溫條件進行了測試和檢驗。然而，您需負責自行測試電路，并確定對您是否適用。因而，ADI公司將不對由任何原因、連接到任何所用參考電路上的任何物品所導致的直接、間接、特殊、偶然、必然或者懲罰性的損害負責。(下接最后一頁)
電路描述
RF低噪聲放大器(LNA)
HMC717A是一款砷化鎵(GaAs)假晶高電子遷移率晶體管(PHEMT)、單芯片微波集成電路(MMIC) LNA，適用于工作頻率為4.8 GHz至6.0 Ghz，適合多種信號通信協議（例如ISM、MC-GSM、W-CDMA和TD-SCDMA）的后端接收器。
如圖2所示，在其RF工作頻段內，HMC717A具有14.5 dB增益。噪聲系數為1.1 dB，放大器由一個5 V電源供電，總電源電流為68 mA。為了實現23 dB總增益，將兩個HMC717A放大器級聯。HMC717A提供1.1 dB噪聲系數、27 dBm 3階交調點(IP3)和15 dB壓縮點(P1dB)，適用于級LNA，也適用于中間增益級。
圖2.HMC717A寬帶增益(S21)和回波損耗(S11)與頻率的關系
LNA阻抗匹配
如圖3所示，HMC717A的RFIN（引腳2）和RFOUT（引腳11）引腳是單端引腳，在4.8 GHz至6.0 GHz頻率范圍內具有50Ω標稱電阻，允許HMC717A直接連接至50Ω端接系統，無需使用額外的阻抗匹配電路。
RFOUT具有集成式隔直流電容，所以無需在第二級采用外部電容，支持在不使用外部匹配電路的情況下以背靠背的方式將多個HMC717A放大器級聯在一起。的要求是，級的RFIN必須與1.2 pF電容交流耦合。
圖3.用于級聯HMC717A放大器的基本連接
帶通濾波器
LNA輸出被帶通濾波器濾波。如圖4所示，該濾波器的通帶范圍為5400 MHz至6400 MHz，典型的回波損耗為14.7 dB，在5.8 GHz中心頻率下的插入損耗為1.6 dB。
圖4.帶通濾波器的典型電氣性能：插入損耗(S21)和回波損耗(S11)
過功率保護
相對較低的功率電平會損壞敏感電路。例如，AD9363收發器的RF輸入的最大功率電平為+2.5 dBm。CN0534包含一個過功率保護，當功率電平下降到可接受范圍內時，運行自動復位電路，如圖5所示。
圖5.RF衰減器和功率檢波器保護框圖
電路描述
RF功率檢波器和自動復位電路
ADL5904是一款RF功率檢波器，工作頻率范圍是DC至6 GHz。建議在ADL5904的輸入端配備一個470 nF交流耦合電容和一個外部82.5Ω分流電阻，以提供寬頻段輸入匹配。ADL5904使用內部RF包絡檢波器和用戶定義的輸入電壓，根據RF輸入功率電平提供可編程的閾值檢測功能。當來自RF包絡檢波器的電壓超過VIN−引腳上用戶定義的閾值電壓時，內部比較器將事件鎖存到觸發器上。超過用戶編程閾值的RF輸入信號至輸出鎖存的響應時間為極快的12 ns。鎖存事件保持在觸發器上，直至對RST引腳施加復位脈沖。
CN0534的帶通濾波器的輸出功率電平由一個耦合因子為+13 dB的集成薄膜耦合器采樣，并轉發到ADL5904的RFIN引腳。ADL5904在VIN−上的閾值電平由一個電阻分壓器設置，值設置為約32 mV，相當于在未經校準的情況下，在5.8 GHz下運行時的−9 dBm閾值功率，如ADL5904數據手冊所示。結合耦合器和RF衰減器在0 dB狀態下的損耗，輸出保持在對敏感器件來說安全的水平下。
如果需要更高的過功率閾值精度，可以在多個頻率下執行簡單的校準程序，以補償系統內器件之間的差異。關于校準程序的信息，參見ADL5904數據手冊。
在正常運行期間，ADL5904的Q輸出使LTC6991可編程低頻率定時器保持復位狀態。發生過功率事件時，LTC1991啟用，并且開始4 ms延遲。ADL5904在4 ms后復位，對功率電平重新采樣。如果過功率狀態持續，ADL5904再次斷路，衰減器保持在-20 dB狀態。衰減器控制信號被延遲，在對功率電平重新采樣期間，它將持續保持-20 dB狀態。如果過功率情況消除，衰減器恢復到0 dB狀態，恢復正常工作，如圖6所示。
圖6.自動重試電路功能框圖
RF衰減器
HMC802A是一款寬帶雙向1位GaAs IC數字衰減器。該器件在旁路模式下，在5.8 GHz頻率下具有1.5 dB低插入損耗，啟用時具有20±0.6 dB準確衰減。由一個5 V電源供電，IP3為+55 dBm，衰減控制信號兼容CMOS/TTL。雖然RF開關通常用于過功率保護應用，但在5.8 GHz下，HMC802A的20 dB衰減要優于大多數RF開關的關斷隔離狀態。
如圖7所示，在5.8 GHz中心頻率下，該器件在旁路模式下的典型插入損耗為1.5 dB。圖8顯示在5.8 GHz中心頻率下，衰減模式下的隔離系數為-20.5 dB。
圖7.在旁路模式下時，HMC802A的典型插入損耗和輸入回波損耗性能
圖8.在衰減模式下時，HMC802A的典型插入損耗和輸入回波損耗性能
組合來自帶通濾波器、耦合器和來自RF衰減器的插入損耗，在5.8 GHz中心頻率下，在正常工作條件下，RF衰減器輸出端的總插入損耗約為3 dB，在衰減模式下時，約為21.5 dB。
保護結果
使用圖9所示的設置測試過功率保護功能。RF信號發生器的輸出頻率設置為5.8 GHz，CN0534的輸入功率從-30 dBm增加到-20 dBm。CN0534的輸出功率由ADL6010高速包絡檢波器監控，該檢波器提供從過功率事件到輸出功率衰減的響應時間的測量值。
電路描述
一旦觸發，檢波器鎖存在250 Hz的頻率下復位，如果輸出功率下降到低于2.5 dBm，則輸出開關啟用。開關使能信號被延遲，以確保它不會在過功率情況仍然存在時被確認。結果如圖10和圖11所示。
USB電源管理
圖12顯示eval-CN0534-EBZ功率樹，它通過微型USB接口，從5 V電源消耗1.1 W功率。
圖12.CN0534系統功率架構
LT8335是一款電流模式DC/DC轉換器，能夠利用單個反饋引腳生成正或負輸出電壓。它可以配置為升壓、SEPIC或反相轉換器，消耗低至6µA靜態電流。在典型應用中，低紋波突發模式可在低輸出電流時保持高效率，同時使輸出紋波保持在15 mV以下。內部補償電流模式架構可在寬輸入和輸出電壓范圍內穩定工作。集成軟啟動和頻率折返功能，以便在啟動期間控制電感電流。要配置LT8335提供5.6 V輸出，所需的基本連接如圖13所示。
圖13.LT8335的5.6V輸出框圖
輸出電壓通過輸出端和FBX引腳之間的電阻分壓器進行編程。根據公式1選擇電阻值，以提供正輸出電壓：
