RF放大器的选择指南

　　该PCB将容纳一个高功率RF放大器，其边缘连接器具有输入/输出。阅读我们的RF放大器选择指南，以了解如何为您的无线系统选择正确的组件。

　　您可以使用许多RF协议进行无线通信，并且IC行业竭尽全力为通用协议生产收发器IC。根据您要开发的产品，可以满足您的特定需求的紧凑型SoC，模块或收发器IC。只有最流行的协议才能看到这种集成水平，但是并非所有产品都将从集成的收发器或模块中受益。

　　对于无线通信，RF放大器是产品中RF前端和信号链的组成部分。如果您刚开始是RF工程师，并且需要选择放大器，请查看我们的RF放大器选择指南。我们将介绍您应注意的重要规格，它们如何影响您的系统以及您可以期望在市场上找到哪些选项。

　　射频前端和后端中的射频放大器

　　RF前端中有许多组件。这通常是指出现在接收器/发射器天线与数字处理器之间的所有电路。无线产品中的RF前端可以表现为一组分立的组件，一组IC，一个高度集成的模块/ SoC或两者之间的任何组件。射频放大器出现在射频系统的Rx和Tx侧。

　　对于高功率发送器，在Tx侧使用功率RF放大器，而Rx侧使用可集成到接收器中的RF LNA。随着市场上电子元件和IC的范围广泛，您的选择几乎是无止境的。RF前端的信号链包含以下所示的阶段：

　　

 

 

　　许多收发器IC或完全集成的前端将具有这种类型的框图。在Rx端，RF LNA需要将信号电平提高到合适的水平以进行解调，并且正常情况下要远低于饱和。同时，Tx侧的RF功率放大器通常在非常接近饱和的条件下运行，以尝试在所需频率范围内最大化功率输出。RF混频器是RF前端的转换和调制器/解调器阶段中的常见组件。

　　最后，使用天线开关在信号链的Rx和Tx支路之间交换。在具有MIMO的系统中，将使用多个天线开关将信号发送到Tx（Rx）线上的不同放大器级，并且将在开关级的上游（下游）执行调制（解调）。

　　重要的RF放大器规格

　　有许多RF放大器规格需要注意，因为它们会影响接收/解调信号的质量。在本RF放大器选择指南中，我要重点介绍在宽频率范围内运行的任何RF系统所需的三个最重要的规格。这些应该成为选择RF放大器的起点。

　　带宽和增益

　　这些可能是选择RF放大器时需要考虑的最重要的规格。通常以特定频率下的增益或带宽来宣传RF放大器。这些术语可以概括为具有截止频率的增益带宽乘积。即使带宽远大于所需的频率范围，您仍然可以消除系统中的噪声并使用带通滤波器限制带宽。

　　3IP点和1 dB压缩点

　　3阶拦截点（OIP3）适用于任何调频信号，并与1 dB压缩点有关。该规格在Tx侧的功率放大器中变得很重要，因为这些放大器通常在非常接近饱和的状态下工作。放大器的非线性特性将产生互调产物，其中三阶产物是最重要的。在饱和状态下的某些输入功率下，三阶乘积将外推到与所需边带相同的强度。

　　

 

 

　　功率放大器中针对调频信号的示例OIP3外推。

　　查看数据表时，请注意在1 dB压缩点而不是OIP3点的功率输出，因为这实际上是可以以最小失真从放大器获得的最大功率。3IP点仍然很重要，因为不同的标准对互调产物的允许强度进行了限制。1 dB压缩点往往比3IP点低约10 dB。

　　噪声系数

　　在任何电子系统（包括RF信号链）中，噪声都是不可避免的。射频放大器中的噪声系数基本上可以告诉您由于放大器中的增益而如何放大输入噪声。输入和输出之间的信噪比将有所降低，这是不可避免的。这也将是系统带宽的某些功能，这是使用高阶带通滤波器限制带宽的原因之一。

　　请注意，在Rx端，LNA不一定是不同类型的RF放大器。它只是一个放大器，其噪声系数往往低于具有类似规格的其他放大器。如果您要设计带有放大器IC的Rx侧，请注意噪声系数，以确保捕获干净的解调信号。

　　增益平坦度

　　尽管仍然相关，但这与单独的增益和带宽有很大的不同。如果要设计双频系统或需要在一定频率范围内扫描的系统，则需要确保增益曲线在整个所需带宽内相对平坦。换句话说，放大器的增益是频率的函数，因此噪声系数也是频率的函数。增益平坦度可以指定为+/-方差或dB（与平均增益相比）。

　　

 

 

　　ADI公司HMC7891的增益平坦度曲线。

　　其他重要规格和组件

　　其他重要规格包括封装/封装，工作温度，ESD保护，相位平坦度和所需带宽内的线性度（适用于LNA）。这些中的最后一个可能与频率有关，尤其是在宽带RF放大器中。您将需要的其他一些重要组件包括：

　　模数转换器

　　射频天线

　　匹配网络的无源