SC1905：698MHz至3800MHz RF功率放大器线性化器的卓越之选

在当今的通信领域，功率放大器的线性化是一个至关重要的课题。随着通信技术的不断发展，对功率放大器的效率、线性度等性能指标提出了更高的要求。Maxim Integrated推出的SC1905 RF功率放大器线性化器（RFPAL），为解决这些问题提供了出色的解决方案。

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一、产品概述

SC1905是广受欢迎的SC1894 RF PA线性化器的引脚兼容升级版，支持高达100MHz的信号带宽。它是一款完全自适应的RFin/RFout预失真线性化解决方案，针对广泛的放大器、功率水平和通信协议进行了优化。该器件利用PA的输出和输入信号，自适应地生成优化的校正函数，以最小化PA自身产生的失真和损伤。通过在RF域进行模拟信号处理，SC1905能够在宽信号带宽下工作，并且功耗极低。

二、应用领域

（一）4G和5G蜂窝基础设施

适用于单载波/多载波、多标准的通信系统，如WCDMA、LTE和TD - LTE。可应用于基站放大器（BTS Amplifiers）、远程射频头（RRH）、 booster放大器、中继器、小基站（Small Cells）、微基站（Microcells）、微微基站（Picocells）、分布式天线系统（DAS）、有源天线系统（AAS）和多输入多输出（MIMO）系统等。

（二）广泛的功率放大器和输出功率范围

支持A/AB类和Doherty类放大器，以及LDMOS、GaN、GaAs和InGaP等不同的PA工艺。

（三）其他需要PA线性化的应用

只要是对功率放大器线性度有要求的应用场景，SC1905都能发挥其优势。

三、产品优势与特性

（一）先进的架构与功能

采用标准CMOS工艺的RFin/RFout PA线性化器片上系统（SoC），具备完全自适应校正功能，能够根据PA的实际工作情况实时调整校正函数，确保最佳的线性化效果。

（二）丰富的时钟支持

支持多种外部参考时钟，包括10MHz、13MHz、15.36MHz、19.2MHz、20MHz、26MHz和30.72MHz，为不同的系统设计提供了灵活性。

（三）低功耗设计

功耗仅为1280mW，在保证性能的同时，有效降低了系统的能耗，符合绿色节能的设计理念。

（四）宽频率与带宽范围

频率范围为698MHz至3800MHz，输入信号带宽为5MHz至100MHz，能够满足多种通信频段和信号带宽的需求。

（五）紧凑的封装形式

采用9mm x 9mm QFN封装，体积小巧，便于在PCB上进行布局，适用于对空间要求较高的应用场景。

（六）良好的温度适应性

工作外壳温度范围为 - 40°C至 + 105°C，能够在较为恶劣的环境条件下稳定工作。

（七）环保与易用性

完全符合RoHS标准，采用绿色材料。集成的RFin/RFout解决方案简化了系统设计，减少了软件开发的工作量，降低了系统的复杂度。

（八）成本与体积优化

能够降低系统功耗和运营成本（OPEX），减少物料清单（BOM）成本、面积和总体积，如可使用更小的电源、散热器和外壳。

四、电气特性

（一）绝对最大额定值

• 电源电压（A/VDD33至GND）： - 0.3V至 + 3.8V
• 电源电压（A/VDD18至GND）： - 0.2V至 + 2.2V
• 输入电压（1.8V引脚）： - 0.2V至A/VDD18 + 0.2V
• 输入电压（3.3V引脚）： - 0.3V至A/VDD33 + 0.3V
• 存储温度范围： - 65°C至 + 150°C
• 工作外壳温度： - 40°C至 + 105°C

（二）典型电气参数

在 + 25°C、20MHz外部时钟的条件下，部分典型参数如下：	参数	符号	条件	最小值	典型值	最大值	单位
工作外壳温度	-	-	- 40	-	105	ºC
电源电压（A/VDD33至GND）	-	-	3.1	3.3	3.5	V
电源电压（A/VDD18至GND）	-	-	1.75	1.85	1.95	V
平均功耗	-	连续自适应、跟踪；典型电压、 + 25°C工作外壳温度、100MHz输入信号带宽	-	1280	1700	mW
电源峰值电流（A/VDD33至GND）	-	连续自适应、跟踪；典型电压、 + 25°C工作外壳温度、100MHz输入信号带宽	-	95	120	mA
电源峰值电流（A/VDD18至GND）	-	连续自适应、跟踪；典型电压、 + 25°C工作外壳温度、100MHz输入信号带宽	-	942	1100	mA
工作频率	-	-	-	698 - 3800	-	MHz
输入信号带宽	-	载波配置非完全占用时，最外侧两个载波的平均功率差 ≤ 20dB，载波配置静态（无跳频），最外侧载波 ≥ 5MHz，中心频率存储在EEPROM中	-	5 - 100	-	MHz
噪声功率	-	参考PA输入0dBm	-	- 140	-	dBm/Hz

五、引脚配置与说明

SC1905采用QFN - 64封装，各引脚具有不同的功能，以下是部分重要引脚的说明：

（一）电源引脚

• DVDD18：为数字电路提供 + 1.8V直流电源电压。
• AVDD18：为模拟电路提供 + 1.8V直流电源电压。
• AVDD33：为模拟电路提供 + 3.3V直流电源电压。
• DVDD33：为数字电路提供 + 3.3V直流电源电压。

（二）RF信号引脚

• RFINP、RFINN：RF输入信号，差分正、负输入。
• RFOUTP、RFOUTN：RF输出信号，差分正、负输出。
• RFFBP、RFFBN：RF反馈信号，差分正、负输入。

（三）控制与通信引脚

• RESETN：低电平有效复位输入，内部上拉至DVDD33。
• WDTENB：看门狗定时器使能，高电平有效，内部上拉至DVDD33。
• SCLK：SPI时钟，内部下拉至GND。
• SSN：SPI从设备选择，低电平有效，内部上拉至DVDD33。
• SDI：SPI从设备数据输入到RFPAL，内部下拉至GND。
• SDO：SPI从设备数据输出，三态，DVDD33逻辑。

六、详细工作原理

（一）预失真线性化原理

在当今的电信系统中，宽带信号具有高峰均比和严格的频谱再生规范，这对功率放大器的线性度提出了很高的要求。传统的通过降低输出功率来提高线性度的方法会降低效率，增加成本。而数字预失真等线性化技术虽然能提高线性度，但实现起来耗时且成本高。

SC1905通过在RF域进行复杂的信号处理来解决这些问题。它利用PA的输入和输出信号，自适应地生成校正函数，对PA的非线性特性进行补偿。这种在RF域的模拟信号处理方式，使得SC1905成为一个简单的片上系统，具有宽信号带宽、宽工作频率范围和极低的功耗。

（二）串行外围接口（SPI）通信

SC1905内部包含一个执行固件的微处理器，系统软件（主机）通过一种称为消息协议的握手协议与固件进行通信。主机可以通过向SC1905内部的EEPROM中存储的各种参数写入数据，或者通过消息协议向固件发送命令来配置SC1905。所有这些通信都是通过一个4线串行外围接口（SPI）完成的。

七、使用注意事项

（一）外部时钟要求

• 外部时钟频率可选10MHz、13MHz、15.36MHz、19.2MHz、20MHz、26MHz和30.72MHz，选择非20MHz的外部参考时钟频率时，需要通过SPI总线对SC1905进行编程。
• 外部时钟频率精度为1%，频率漂移（包括老化和温度影响）为100ppm。
• 占空比要求为45% - 55%（方波），外部时钟幅度为500 - 1500mVp - p（正弦或方波），在100kHz时的相位噪声为 - 130dBc/Hz。

（二）其他注意事项

在使用过程中，还需要注意电源电压的稳定性、引脚的正确连接等。同时，对于EEPROM的使用，要注意其写入/擦除周期的限制，在 + 25°C的页模式下，最小EEPROM写入/擦除周期为1M次。

八、总结

SC1905作为一款高性能的RF功率放大器线性化器，在4G和5G蜂窝基础设施以及其他需要PA线性化的应用中具有广阔的应用前景。其先进的设计理念、丰富的功能特性和良好的性能指标，能够为工程师提供一个高效、可靠的解决方案。在实际设计中，工程师们需要根据具体的应用需求，合理选择外部时钟、电源等参数，充分发挥SC1905的优势，以实现系统的最佳性能。大家在使用SC1905的过程中，有没有遇到过什么特别的问题或者有什么独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享交流。