eng
Выпуск #10/2020
Д.Садеков
ОБЗОР ВЧ / СВЧ-КОМПОНЕНТОВ ANALOG DEVICES: ОСНОВНЫЕ КАТЕГОРИИ УСТРОЙСТВ И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
ОБЗОР ВЧ / СВЧ-КОМПОНЕНТОВ ANALOG DEVICES: ОСНОВНЫЕ КАТЕГОРИИ УСТРОЙСТВ И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
Просмотры: 1844
DOI: 10.22184/1992-4178.2020.201.10.84.88
В статье представлен обзор основных групп ВЧ / СВЧ-компонентов, выпускаемых Analog Devices, ключевые особенности новинок, выпущенных на рынок за последнее время, перспективные области применения этих изделий.
В статье представлен обзор основных групп ВЧ / СВЧ-компонентов, выпускаемых Analog Devices, ключевые особенности новинок, выпущенных на рынок за последнее время, перспективные области применения этих изделий.
Теги: attenuator demodulator frequency synthesizer with pll low noise amplifier mixer modulator multiplier receiver rf amplifier rf detector rf switch transmitter tunable filter аттенюатор вч-детектор вч-ключ вч-усилитель демодулятор малошумящий усилитель модулятор передатчик перемножитель перестраиваемый фильтр приемник синтезатор частот с фапч смеситель
Обзор ВЧ / СВЧ-компонентов Analog Devices: основные категории устройств и области применения
Д. Садеков
Analog Devices, одна из ведущих мировых компаний в области ВЧ / СВЧ-компонентов и проектирования систем на их основе, предлагает самую широкую в отрасли номенклатуру продуктов для создания ВЧ / СВЧ-устройств, работающих на частотах до 100 ГГц.
Микросхемы и высокоинтегрированные решения Analog Devices, которые производятся на основе самых современных технологий, таких как GaAs, GaN, SiGe, кремний-на-изоляторе, КМОП и БиКМОП, предназначены для применения в системах связи, контрольно-измерительной аппаратуре, промышленных системах, аэрокосмическом и военном оборудовании. В статье представлен обзор основных групп ВЧ / СВЧ-компонентов, выпускаемых Analog Devices, ключевые особенности новинок, выпущенных на рынок за последнее время, перспективные области применения этих изделий.
Линейка ВЧ / СВЧ-компонентов Analog Devices насчитывает более 1 000 продуктов – от микросхем и систем на кристалле до многокристальных микромодулей. Компания поставляет практически все основные функциональные блоки для построения цепи преобразования ВЧ / СВЧ-сигналов в цифровую форму от антенны до входа АЦП / ЦАП или процессора. Эти продукты поддерживаются полным набором средств разработки, включая бесплатные инструменты проектирования, платформы для быстрого прототипирования, комплекты исходных проектов. В категорию ВЧ / СВЧ-компонентов Analog Devices входят около десятка групп изделий: ВЧ-усилители, аттенюаторы, детекторы, приемопередатчики, перестраиваемые фильтры, цифровые синтезаторы сигналов, смесители, модуляторы / демодуляторы и др. Рассмотрим подробнее основные группы устройств.
Линейка ВЧ-усилителей включает в себя более 400 наименований устройств, в том числе усилителей мощности, усилительных блоков, малошумящих усилителей, усилителей промежуточной частоты, драйверов и дифференциальных усилителей. Данные компоненты обладают повышенной линейностью, малой величиной коэффициента шума, предлагаются с различными вариантами фиксированного коэффициента усиления.
Усилители мощности выпускаются на основе нитрид-галлиевой (GaN) и арсенид-галлиевой (GaAs) технологии и охватывают диапазон частот от килогерц до 95 ГГц. Помимо компонентов для поверхностного монтажа и компонентов в исполнении без корпуса (кристаллов), в ассортимент входят также модули усилителей мощности на основе технологии GaN с выходной мощностью более 8 кВт. Многие из усилителей мощности имеют широкую полосу пропускания и могут применяться в контрольно-измерительном оборудовании и устройствах военного назначения. В ассортименте также имеется ряд узкополосных усилителей, способных работать как в телекоммуникационном, так и спутниковом оборудовании связи.
В категории усилителей мощности Analog Devices сегодня предлагает около 90 наименований, в табл. 1 представлены новинки из этой группы изделий.
Пример новой разработки Analog Devices в линейке ВЧ-усилителей мощности – ADPA7002, широкополосный GaAs-усилитель с распределенными параметрами на основе pHEMT-транзисторов, который работает в диапазоне частот от 18 до 44 ГГц. Усилитель обеспечивает выходную мощность в режиме насыщения 30 дБм на частоте 32 ГГц при напряжении питания 5 В. В ADPA7002 встроен термокомпенсированный детектор мощности, а ВЧ-входы и выходы внутренне согласованы на 50 Ом, что облегчает интеграцию компонента в систему. Усилитель предлагается как в виде кристалла, так и в 16‑выводном керамическом корпусе для поверхностного монтажа с радиатором, который обеспечивает низкое тепловое сопротивление. ADPA7002 подходит для применения в контрольно-измерительной аппаратуре и коммуникационном оборудовании.
Еще одна новинка – ADCA3990. Это удвоитель мощности, который обеспечивает чрезвычайно высокий уровень выходной ВЧ-мощности – до 76,8 дБм в комбинированном режиме. Усилитель представляет собой гибридную сборку в стандартном 8‑выводном корпусе SOT‑115J, в которую интегрирован GaAs-кристалл на основе pHEMT-транзисторов и GaN-кристалл. Для оптимального выбора уровня искажений и потребляемой мощности предусмотрена возможность внешней регулировки напряжения питания. ADCA3990 предназначен для применения в коммуникационной инфраструктуре кабельного ТВ.
Линейка малошумящих усилителей компании Analog Devices охватывает частотный диапазон от 0 до 95 ГГц. Эти компоненты имеют различные коэффициенты усиления и полосы пропускания с коэффициентом шума до 0,7 дБ. Большинство МШУ имеют топологию самосмещения и внутренне согласованы на 50 Ом. Они используются в различных приложениях, включая телекоммуникационное оборудование, контрольно-измерительную аппаратуру.
В категории дифференциальных усилителей Analog Devices представлено около 100 компонентов. Они обеспечивают прецизионные статические характеристики, имеют высокий коэффициент подавления синфазного сигнала и пульсаций по питанию. Полностью дифференциальные усилители позволяют преобразовывать несимметричные или дифференциальные входные сигналы в соответствующие дифференциальные выходные сигналы. Они обеспечивают низкий уровень искажений при подключении в качестве драйвера прецизионных и быстродействующих АЦП. Дифференциальные выходы позволяют удвоить размах выходного сигнала стандартных усилителей, что позволяет получить максимальный размах сигнала при низком напряжении питания. Кроме драйверов АЦП, дифференциальные усилители Analog Devices находят применение в качестве широкополосных I / Q-усилителей в коммуникационном оборудовании, быстродействующих системах сбора данных, автоматизированном тестовом оборудовании и др.
Еще одна категория ВЧ / СВЧ-устройств Analog Devices – аттенюаторы и регулируемые усилители. В эту группу входят аттенюаторы с фиксированным ослаблением, аттенюаторы с цифровым управлением и аттенюаторы, управляемые напряжением. Они применяются для проектирования ВЧ- и ПЧ-каскадов в связном оборудовании.
Широкополосные аттенюаторы с цифровым управлением Analog Devices выпускаются в недорогих безвыводных корпусах для поверхностного монтажа, отличаются высоким коэффициентом подавления помех и подходят для применения в широком спектре ВЧ- и ПЧ-систем. Одной из новинок в этой категории является ADRF5740 – 4‑битный аттенюатор с цифровым управлением с диапазоном регулировки ослабления 22 дБ с шагом 2 дБ.
Созданный на базе технологии кремний на изоляторе аттенюатор работает в диапазоне частот от 10 МГц до 60 ГГц с коэффициентом вносимых потерь менее 3,3 дБ и точностью ослабления ±(0,2 + 7% от состояния ослабления) на частоте 55 ГГц. ADRF5740 требует для работы биполярное напряжение питания +3,3 и –3,3 В, поставляется в компактном 16‑выводном корпусе LGA и работает в диапазоне температур от –40 до 105 °C. Основные области применения ADRF5740: инфраструктура сотовой связи 5G, контрольно-измерительная аппаратура, промышленные сканеры, наземные станции спутниковой связи узкой направленности.
Analog Devices выпускает также широкий ассортимент ВЧ-детекторов мощности, в который входят логарифмические усилители, детекторы среднеквадратического значения TruPwr, детекторы пиков / огибающей и логарифмические видеоусилители последовательного обнаружения (SDLVA). ВЧ-детекторы мощности от Analog Devices с динамическим диапазоном до 100 дБ используются в таких приложениях, как измерение мощности трактов передачи / приема, защита входов, измерение обратных потерь, обнаружение ВЧ-импульсов, радары, высокоточные средства измерения ВЧ-мощности в составе контрольно-измерительной аппаратуры, оборудования анализа материалов и медицинских приборов.
Среди новинок в этой группе продуктов – широкополосный детектор огибающей ADL6012, работающий в диапазоне частот от 2 до 67 ГГц. Сочетание 500-МГц полосы детектирования и малого времени нарастания сигнала (всего 0,6 нс) делает это устройство подходящим для широкого спектра приложений, включая системы отслеживания огибающей, импульсные приемники РЛС, детекторы импульсов высокого разрешения, контрольно-измерительную СВЧ-аппаратуру. ADL6012 детектирует на ВЧ-входе независимо сигналы отрицательной и положительной полярности. Квазидифференциальный выход устройства согласован на 100 Ом, допустимая емкостная нагрузка на каждом выходе достигает 2 пФ.
Предусмотрена возможность сдвига уровня на выходе с помощью подачи напряжения на внешний вывод микросхемы, что упрощает сопряжение детектора с быстродействующими АЦП. ADL6012 работает в диапазоне температур от –55 до 125 °C и доступен в компактном 10‑выводном корпусе LFCSP. Напряжение питания микросхемы составляет от 3,15 до 5,25 В.
Генераторы прямого цифрового синтеза Analog Devices, номенклатура которых превышает 30 микросхем, содержат встроенные компараторы, ОЗУ, ФАПЧ, смесители и регистры. Они обеспечивают быстрый сбор данных, высокоточную фазовую и частотную модуляцию, высокое разрешение установки частоты. Эти устройства представляют собой идеальное решение для синтеза сигналов в приложениях, в которых требуется точное и быстрое управление частотой и фазой, в том числе в системах связи, испытательном оборудовании и радарах.
В категорию интегрированных приемников, передатчиков и приемопередатчиков входят около 100 микросхем для построения приемных и передающих устройств беспроводных систем связи и широкополосных трансиверов. Это полнофункциональные высокоинтегрированные системы на кристалле, включающие в себя ВЧ-тракт и схемы аналого-цифровой обработки. Приемопередатчики Analog Devices могут быть использованы для беспроводных систем связи малой дальности и широкополосных систем связи 3G / 4G / 5G. Их применение позволяет значительно сократить количество компонентов в системе, снизить стоимость и энергопотребление. Новинки в категории интегрированных приемопередатчиков представлены в табл. 2.
Одна из последних разработок компании – интегрированный 4‑канальный перестраиваемый ВЧ-приемопередатчик ADRV9026. ИС содержит четыре независимо управляемых передатчика, выделенные входы приемника тракта наблюдения для мониторинга каждого канала передатчика, четыре независимо управляемых приемника, встроенные синтезаторы и функционал цифровой обработки сигналов, что делает этот компонент полноценным приемопередатчиком. Устройство предназначено для создания оборудования инфраструктуры сотовой связи, в частности базовых станций малых сот, макросистем 3G / 4G / 5G, а также базовых MIMO-станций.
Подсистема приема ADRV9026 состоит из четырех независимых широкополосных приемников прямого преобразования с широким динамическим диапазоном. Четыре независимых передатчика используют модулятор прямого преобразования, что обеспечивает низкий уровень шума при малом энергопотреблении.
Полноценная подсистема приемопередатчика включает в себя блок автоматического и ручного управления затуханием, блок коррекции смещения нуля, блок квадратурной коррекции ошибок, а также цифровую фильтрацию, что устраняет необходимость в этих функциях при работе с основной полосой частот в цифровой области. Устройство содержит также АЦП, ЦАП и линии ввода-вывода (GPIO), благодаря которым можно реализовать различные варианты цифрового управления.
ADRV9026 включает в себя пять блоков ФАПЧ. Два блока ФАПЧ обеспечивают синтез ВЧ-сигнала с дробным коэффициентом для трактов сигналов передатчика и приемника. Третий интегрированный блок ФАПЧ поддерживает режим работы местного гетеродина для приемника тракта наблюдения. Четвертый блок генерирует тактовые сигналы, необходимые для преобразователей и цифровых схем, а пятый формирует тактовые сигналы для последовательного интерфейса передачи данных. Генераторы, управляемые напряжением (ГУН), и компоненты контурного фильтра интегрированы в приемопередатчик и настраиваются посредством цифрового интерфейса управления.
Последовательный интерфейс передачи данных состоит из четырех каналов сериализатора и четырех каналов десериализатора. Интерфейс поддерживает стандарты JESD204B и JESD204C со скоростью передачи данных до 16 Гбит / с. ADRV9026 питается напрямую от стабилизаторов с напряжением 1,0, 1,3 и 1,8 В и управляется через стандартный интерфейс SPI. В устройстве предусмотрены комплексные режимы отключения питания, чтобы минимизировать энергопотребление при нормальном режиме работы. ADRV9026 поставляется в 289‑выводном корпусе CSPBGA размером 14 × 14 мм.
Analog Devices предлагает также квадратурные модуляторы и демодуляторы, в том числе с интегрированным гетеродином, работающие на частотах до 9 ГГц и обладающие широкими возможностями конфигурирования. Одно из новых устройств в этой группе – ADRF6821. Это радиочастотная ИС приемника DPD с интегрированными синтезатором ФАПЧ с дробным коэффициентом деления и ГУН, работающая в диапазоне частот от 450 до 2 800 МГц. В состав ИС входит квадратурный демодулятор, цифровой шаговый аттенюатор, линейные усилители ПЧ, синтезатор ФАПЧ с дробным коэффициентом деления и многоядерный ГУН с низким фазовым шумом. Микросхема идеально подходит для применения в подсистемах цифрового внесения предыскажений (DPD) систем связи.
Программируемый аттенюатор обеспечивает оптимальный уровень дифференциального РЧ-сигнала на входе демодулятора с повышенной линейностью. Аттенюатор обладает диапазоном регулировки 15 дБ с шагом 1 дБ. ADRF6821 поддерживает работу с двумя альтернативными вариантами формирования входного дифференциального сигнала гетеродина: при помощи внутреннего синтезатора ФАПЧ с дробным коэффициентом деления и ГУН, либо при помощи внешнего источника с низким фазовым шумом.
ADRF6821 производится по усовершенствованной кремниево-германиевой (SiGe) БиКМОП-технологии, предлагается в 56‑выводном корпусе LFCSP с открытой теплоотводящей площадкой.
Еще одна группа СВЧ-компонентов – синтезаторы частот с ФАПЧ. В нее входит более 100 наименований устройств генерации и распределения тактовых сигналов, характеризующихся малым джиттером. В ассортимент входят синтезаторы с ФАПЧ, устройства с дробным и целочисленным коэффициентами деления, а также микросхемы со встроенным ГУН. Они имеют наилучшие в отрасли параметры быстродействия, фазового шума и степени интеграции. Линейка этих микросхем обеспечивает синтез сигналов в диапазоне частот от 5 МГц до 32 ГГц.
Analog Devices предлагает самую большую в отрасли линейку смесителей и перемножителей частоты для построения высококачественных систем диапазонов ВЧ, СВЧ и миллиметровых длин волн. К этой группе относится более 180 микросхем, рассчитанных на диапазон частот от 450 МГц до 44 ГГц, в том числе квадратурные смесители и смесители с подавлением зеркальной составляющей, квадратурные преобразователи с понижением частоты / приемники, квадратурные преобразователи с повышением частоты / передатчики, РЧ-смесители с интегрированным гетеродином, смесители с одиночной, двойной и тройной балансировкой, смесители субгармоник.
Один из новых продуктов в этой группе – ADRF6650, который представляет собой высокоинтегрированный широкополосный преобразователь с понижением частоты, включающий в себя сдвоенные смесители, цифровые переключаемые аттенюаторы, цифровые усилители с регулируемым усилением, ФАПЧ и ГУН. Кроме того, в ADRF6650 интегрированы два ВЧ-балуна, элементы управления последовательным усилением (SGC) и входы быстрого включения для работы в дуплексном режиме с временным разделением каналов (TDD). Микросхема ориентирована на применение в инфраструктуре систем сотовой связи.
Встроенные в микросхему ВЧ-балуны обеспечивают поддержку ВЧ-входов, согласованных на 50 Ом. Интегрированный пассивный смеситель обеспечивает строго линейное преобразование с понижением частоты в полосе ПЧ 200 МГц. В ADRF6650 используются широкополосные усилители-ограничители с местным гетеродином с выходным сигналом прямоугольной формы, что обеспечивает широкий диапазон частот от 450 до 2 700 МГц.
ADRF6650 производится по SiGe БиКМОП-технологии, выпускается в 56‑выводном корпусе LFCSP размером 8 × 8 мм. Рабочие характеристики специфицированы для диапазона рабочих температур от –40 до 105 °C.
В категорию высокочастотных ключей Analog Devices входят широкополосные КМОП-ключи и мультиплексоры с интегрированными драйверами, выполненными по технологии ТТЛ. Это обеспечивает более компактное и недорогое решение по сравнению с большинством компонентов, выполненных по технологии GaAs. Линейка ВЧ-ключей включает в себя устройства типа SPST (однополюсный на одно положение), SPDT (однополюсный на два положения) и SP4T (однополюсный на четыре положения) в отражающем и поглощающем вариантах. Эти компоненты предназначены для широкого спектра задач, где требуется коммутация сигналов с малыми уровнями мощности (до 16 дБм), в том числе для коммутации антенн, фильтров и многодиапазонных тюнеров.
Еще одна категория ВЧ / СВЧ-компонентов – перестраиваемые фильтры, включая перестраиваемые полосовые фильтры, программируемые усилители-фильтры полосы модулирующих частот, перестраиваемые фильтры нижних частот. На основе этих компонентов можно создавать решения для систем связи, контрольно-измерительной аппаратуры, оборудования медицинского и оборонного назначения.
Перестраиваемые полосовые фильтры помогают упростить проектное решение благодаря небольшому количеству внешних компонентов и их универсальности, обеспечиваемой настройкой параметров усиления и ширины полосы пропускания. Программируемые настройки смещения этих устройств позволяют оптимизировать соотношение между характеристиками и рассеиваемой мощностью. Линейка усилителей-фильтров с переменным коэффициентом усиления включает в себя компоненты с линейной управляющей характеристикой и компоненты с шаговой цифровой регулировкой (с шагом до 0,25 дБ).
Области применения перестраиваемых фильтров: программно-определяемые радиосистемы, фильтрация гармоник и субгармоник для цепей гетеродина, контрольно-измерительное оборудование, ВЧ-системы фильтрации.
Кроме рассмотренных в статье, в номенклатуру ВЧ / СВЧ-компонентов Analog Devices входят также аналоговые входные интерфейсы систем связи, фазовращатели и векторные модуляторы, тактовые генераторы и схемы синхронизации, интегрированные модульные приемники семейства μModule и ряд других устройств.
Если вас заинтересовала продукция компании Analog Devices, обращайтесь в холдинг «Золотой Шар» (www.zolshar.ru). ●
Д. Садеков
Analog Devices, одна из ведущих мировых компаний в области ВЧ / СВЧ-компонентов и проектирования систем на их основе, предлагает самую широкую в отрасли номенклатуру продуктов для создания ВЧ / СВЧ-устройств, работающих на частотах до 100 ГГц.
Микросхемы и высокоинтегрированные решения Analog Devices, которые производятся на основе самых современных технологий, таких как GaAs, GaN, SiGe, кремний-на-изоляторе, КМОП и БиКМОП, предназначены для применения в системах связи, контрольно-измерительной аппаратуре, промышленных системах, аэрокосмическом и военном оборудовании. В статье представлен обзор основных групп ВЧ / СВЧ-компонентов, выпускаемых Analog Devices, ключевые особенности новинок, выпущенных на рынок за последнее время, перспективные области применения этих изделий.
Линейка ВЧ / СВЧ-компонентов Analog Devices насчитывает более 1 000 продуктов – от микросхем и систем на кристалле до многокристальных микромодулей. Компания поставляет практически все основные функциональные блоки для построения цепи преобразования ВЧ / СВЧ-сигналов в цифровую форму от антенны до входа АЦП / ЦАП или процессора. Эти продукты поддерживаются полным набором средств разработки, включая бесплатные инструменты проектирования, платформы для быстрого прототипирования, комплекты исходных проектов. В категорию ВЧ / СВЧ-компонентов Analog Devices входят около десятка групп изделий: ВЧ-усилители, аттенюаторы, детекторы, приемопередатчики, перестраиваемые фильтры, цифровые синтезаторы сигналов, смесители, модуляторы / демодуляторы и др. Рассмотрим подробнее основные группы устройств.
Линейка ВЧ-усилителей включает в себя более 400 наименований устройств, в том числе усилителей мощности, усилительных блоков, малошумящих усилителей, усилителей промежуточной частоты, драйверов и дифференциальных усилителей. Данные компоненты обладают повышенной линейностью, малой величиной коэффициента шума, предлагаются с различными вариантами фиксированного коэффициента усиления.
Усилители мощности выпускаются на основе нитрид-галлиевой (GaN) и арсенид-галлиевой (GaAs) технологии и охватывают диапазон частот от килогерц до 95 ГГц. Помимо компонентов для поверхностного монтажа и компонентов в исполнении без корпуса (кристаллов), в ассортимент входят также модули усилителей мощности на основе технологии GaN с выходной мощностью более 8 кВт. Многие из усилителей мощности имеют широкую полосу пропускания и могут применяться в контрольно-измерительном оборудовании и устройствах военного назначения. В ассортименте также имеется ряд узкополосных усилителей, способных работать как в телекоммуникационном, так и спутниковом оборудовании связи.
В категории усилителей мощности Analog Devices сегодня предлагает около 90 наименований, в табл. 1 представлены новинки из этой группы изделий.
Пример новой разработки Analog Devices в линейке ВЧ-усилителей мощности – ADPA7002, широкополосный GaAs-усилитель с распределенными параметрами на основе pHEMT-транзисторов, который работает в диапазоне частот от 18 до 44 ГГц. Усилитель обеспечивает выходную мощность в режиме насыщения 30 дБм на частоте 32 ГГц при напряжении питания 5 В. В ADPA7002 встроен термокомпенсированный детектор мощности, а ВЧ-входы и выходы внутренне согласованы на 50 Ом, что облегчает интеграцию компонента в систему. Усилитель предлагается как в виде кристалла, так и в 16‑выводном керамическом корпусе для поверхностного монтажа с радиатором, который обеспечивает низкое тепловое сопротивление. ADPA7002 подходит для применения в контрольно-измерительной аппаратуре и коммуникационном оборудовании.
Еще одна новинка – ADCA3990. Это удвоитель мощности, который обеспечивает чрезвычайно высокий уровень выходной ВЧ-мощности – до 76,8 дБм в комбинированном режиме. Усилитель представляет собой гибридную сборку в стандартном 8‑выводном корпусе SOT‑115J, в которую интегрирован GaAs-кристалл на основе pHEMT-транзисторов и GaN-кристалл. Для оптимального выбора уровня искажений и потребляемой мощности предусмотрена возможность внешней регулировки напряжения питания. ADCA3990 предназначен для применения в коммуникационной инфраструктуре кабельного ТВ.
Линейка малошумящих усилителей компании Analog Devices охватывает частотный диапазон от 0 до 95 ГГц. Эти компоненты имеют различные коэффициенты усиления и полосы пропускания с коэффициентом шума до 0,7 дБ. Большинство МШУ имеют топологию самосмещения и внутренне согласованы на 50 Ом. Они используются в различных приложениях, включая телекоммуникационное оборудование, контрольно-измерительную аппаратуру.
В категории дифференциальных усилителей Analog Devices представлено около 100 компонентов. Они обеспечивают прецизионные статические характеристики, имеют высокий коэффициент подавления синфазного сигнала и пульсаций по питанию. Полностью дифференциальные усилители позволяют преобразовывать несимметричные или дифференциальные входные сигналы в соответствующие дифференциальные выходные сигналы. Они обеспечивают низкий уровень искажений при подключении в качестве драйвера прецизионных и быстродействующих АЦП. Дифференциальные выходы позволяют удвоить размах выходного сигнала стандартных усилителей, что позволяет получить максимальный размах сигнала при низком напряжении питания. Кроме драйверов АЦП, дифференциальные усилители Analog Devices находят применение в качестве широкополосных I / Q-усилителей в коммуникационном оборудовании, быстродействующих системах сбора данных, автоматизированном тестовом оборудовании и др.
Еще одна категория ВЧ / СВЧ-устройств Analog Devices – аттенюаторы и регулируемые усилители. В эту группу входят аттенюаторы с фиксированным ослаблением, аттенюаторы с цифровым управлением и аттенюаторы, управляемые напряжением. Они применяются для проектирования ВЧ- и ПЧ-каскадов в связном оборудовании.
Широкополосные аттенюаторы с цифровым управлением Analog Devices выпускаются в недорогих безвыводных корпусах для поверхностного монтажа, отличаются высоким коэффициентом подавления помех и подходят для применения в широком спектре ВЧ- и ПЧ-систем. Одной из новинок в этой категории является ADRF5740 – 4‑битный аттенюатор с цифровым управлением с диапазоном регулировки ослабления 22 дБ с шагом 2 дБ.
Созданный на базе технологии кремний на изоляторе аттенюатор работает в диапазоне частот от 10 МГц до 60 ГГц с коэффициентом вносимых потерь менее 3,3 дБ и точностью ослабления ±(0,2 + 7% от состояния ослабления) на частоте 55 ГГц. ADRF5740 требует для работы биполярное напряжение питания +3,3 и –3,3 В, поставляется в компактном 16‑выводном корпусе LGA и работает в диапазоне температур от –40 до 105 °C. Основные области применения ADRF5740: инфраструктура сотовой связи 5G, контрольно-измерительная аппаратура, промышленные сканеры, наземные станции спутниковой связи узкой направленности.
Analog Devices выпускает также широкий ассортимент ВЧ-детекторов мощности, в который входят логарифмические усилители, детекторы среднеквадратического значения TruPwr, детекторы пиков / огибающей и логарифмические видеоусилители последовательного обнаружения (SDLVA). ВЧ-детекторы мощности от Analog Devices с динамическим диапазоном до 100 дБ используются в таких приложениях, как измерение мощности трактов передачи / приема, защита входов, измерение обратных потерь, обнаружение ВЧ-импульсов, радары, высокоточные средства измерения ВЧ-мощности в составе контрольно-измерительной аппаратуры, оборудования анализа материалов и медицинских приборов.
Среди новинок в этой группе продуктов – широкополосный детектор огибающей ADL6012, работающий в диапазоне частот от 2 до 67 ГГц. Сочетание 500-МГц полосы детектирования и малого времени нарастания сигнала (всего 0,6 нс) делает это устройство подходящим для широкого спектра приложений, включая системы отслеживания огибающей, импульсные приемники РЛС, детекторы импульсов высокого разрешения, контрольно-измерительную СВЧ-аппаратуру. ADL6012 детектирует на ВЧ-входе независимо сигналы отрицательной и положительной полярности. Квазидифференциальный выход устройства согласован на 100 Ом, допустимая емкостная нагрузка на каждом выходе достигает 2 пФ.
Предусмотрена возможность сдвига уровня на выходе с помощью подачи напряжения на внешний вывод микросхемы, что упрощает сопряжение детектора с быстродействующими АЦП. ADL6012 работает в диапазоне температур от –55 до 125 °C и доступен в компактном 10‑выводном корпусе LFCSP. Напряжение питания микросхемы составляет от 3,15 до 5,25 В.
Генераторы прямого цифрового синтеза Analog Devices, номенклатура которых превышает 30 микросхем, содержат встроенные компараторы, ОЗУ, ФАПЧ, смесители и регистры. Они обеспечивают быстрый сбор данных, высокоточную фазовую и частотную модуляцию, высокое разрешение установки частоты. Эти устройства представляют собой идеальное решение для синтеза сигналов в приложениях, в которых требуется точное и быстрое управление частотой и фазой, в том числе в системах связи, испытательном оборудовании и радарах.
В категорию интегрированных приемников, передатчиков и приемопередатчиков входят около 100 микросхем для построения приемных и передающих устройств беспроводных систем связи и широкополосных трансиверов. Это полнофункциональные высокоинтегрированные системы на кристалле, включающие в себя ВЧ-тракт и схемы аналого-цифровой обработки. Приемопередатчики Analog Devices могут быть использованы для беспроводных систем связи малой дальности и широкополосных систем связи 3G / 4G / 5G. Их применение позволяет значительно сократить количество компонентов в системе, снизить стоимость и энергопотребление. Новинки в категории интегрированных приемопередатчиков представлены в табл. 2.
Одна из последних разработок компании – интегрированный 4‑канальный перестраиваемый ВЧ-приемопередатчик ADRV9026. ИС содержит четыре независимо управляемых передатчика, выделенные входы приемника тракта наблюдения для мониторинга каждого канала передатчика, четыре независимо управляемых приемника, встроенные синтезаторы и функционал цифровой обработки сигналов, что делает этот компонент полноценным приемопередатчиком. Устройство предназначено для создания оборудования инфраструктуры сотовой связи, в частности базовых станций малых сот, макросистем 3G / 4G / 5G, а также базовых MIMO-станций.
Подсистема приема ADRV9026 состоит из четырех независимых широкополосных приемников прямого преобразования с широким динамическим диапазоном. Четыре независимых передатчика используют модулятор прямого преобразования, что обеспечивает низкий уровень шума при малом энергопотреблении.
Полноценная подсистема приемопередатчика включает в себя блок автоматического и ручного управления затуханием, блок коррекции смещения нуля, блок квадратурной коррекции ошибок, а также цифровую фильтрацию, что устраняет необходимость в этих функциях при работе с основной полосой частот в цифровой области. Устройство содержит также АЦП, ЦАП и линии ввода-вывода (GPIO), благодаря которым можно реализовать различные варианты цифрового управления.
ADRV9026 включает в себя пять блоков ФАПЧ. Два блока ФАПЧ обеспечивают синтез ВЧ-сигнала с дробным коэффициентом для трактов сигналов передатчика и приемника. Третий интегрированный блок ФАПЧ поддерживает режим работы местного гетеродина для приемника тракта наблюдения. Четвертый блок генерирует тактовые сигналы, необходимые для преобразователей и цифровых схем, а пятый формирует тактовые сигналы для последовательного интерфейса передачи данных. Генераторы, управляемые напряжением (ГУН), и компоненты контурного фильтра интегрированы в приемопередатчик и настраиваются посредством цифрового интерфейса управления.
Последовательный интерфейс передачи данных состоит из четырех каналов сериализатора и четырех каналов десериализатора. Интерфейс поддерживает стандарты JESD204B и JESD204C со скоростью передачи данных до 16 Гбит / с. ADRV9026 питается напрямую от стабилизаторов с напряжением 1,0, 1,3 и 1,8 В и управляется через стандартный интерфейс SPI. В устройстве предусмотрены комплексные режимы отключения питания, чтобы минимизировать энергопотребление при нормальном режиме работы. ADRV9026 поставляется в 289‑выводном корпусе CSPBGA размером 14 × 14 мм.
Analog Devices предлагает также квадратурные модуляторы и демодуляторы, в том числе с интегрированным гетеродином, работающие на частотах до 9 ГГц и обладающие широкими возможностями конфигурирования. Одно из новых устройств в этой группе – ADRF6821. Это радиочастотная ИС приемника DPD с интегрированными синтезатором ФАПЧ с дробным коэффициентом деления и ГУН, работающая в диапазоне частот от 450 до 2 800 МГц. В состав ИС входит квадратурный демодулятор, цифровой шаговый аттенюатор, линейные усилители ПЧ, синтезатор ФАПЧ с дробным коэффициентом деления и многоядерный ГУН с низким фазовым шумом. Микросхема идеально подходит для применения в подсистемах цифрового внесения предыскажений (DPD) систем связи.
Программируемый аттенюатор обеспечивает оптимальный уровень дифференциального РЧ-сигнала на входе демодулятора с повышенной линейностью. Аттенюатор обладает диапазоном регулировки 15 дБ с шагом 1 дБ. ADRF6821 поддерживает работу с двумя альтернативными вариантами формирования входного дифференциального сигнала гетеродина: при помощи внутреннего синтезатора ФАПЧ с дробным коэффициентом деления и ГУН, либо при помощи внешнего источника с низким фазовым шумом.
ADRF6821 производится по усовершенствованной кремниево-германиевой (SiGe) БиКМОП-технологии, предлагается в 56‑выводном корпусе LFCSP с открытой теплоотводящей площадкой.
Еще одна группа СВЧ-компонентов – синтезаторы частот с ФАПЧ. В нее входит более 100 наименований устройств генерации и распределения тактовых сигналов, характеризующихся малым джиттером. В ассортимент входят синтезаторы с ФАПЧ, устройства с дробным и целочисленным коэффициентами деления, а также микросхемы со встроенным ГУН. Они имеют наилучшие в отрасли параметры быстродействия, фазового шума и степени интеграции. Линейка этих микросхем обеспечивает синтез сигналов в диапазоне частот от 5 МГц до 32 ГГц.
Analog Devices предлагает самую большую в отрасли линейку смесителей и перемножителей частоты для построения высококачественных систем диапазонов ВЧ, СВЧ и миллиметровых длин волн. К этой группе относится более 180 микросхем, рассчитанных на диапазон частот от 450 МГц до 44 ГГц, в том числе квадратурные смесители и смесители с подавлением зеркальной составляющей, квадратурные преобразователи с понижением частоты / приемники, квадратурные преобразователи с повышением частоты / передатчики, РЧ-смесители с интегрированным гетеродином, смесители с одиночной, двойной и тройной балансировкой, смесители субгармоник.
Один из новых продуктов в этой группе – ADRF6650, который представляет собой высокоинтегрированный широкополосный преобразователь с понижением частоты, включающий в себя сдвоенные смесители, цифровые переключаемые аттенюаторы, цифровые усилители с регулируемым усилением, ФАПЧ и ГУН. Кроме того, в ADRF6650 интегрированы два ВЧ-балуна, элементы управления последовательным усилением (SGC) и входы быстрого включения для работы в дуплексном режиме с временным разделением каналов (TDD). Микросхема ориентирована на применение в инфраструктуре систем сотовой связи.
Встроенные в микросхему ВЧ-балуны обеспечивают поддержку ВЧ-входов, согласованных на 50 Ом. Интегрированный пассивный смеситель обеспечивает строго линейное преобразование с понижением частоты в полосе ПЧ 200 МГц. В ADRF6650 используются широкополосные усилители-ограничители с местным гетеродином с выходным сигналом прямоугольной формы, что обеспечивает широкий диапазон частот от 450 до 2 700 МГц.
ADRF6650 производится по SiGe БиКМОП-технологии, выпускается в 56‑выводном корпусе LFCSP размером 8 × 8 мм. Рабочие характеристики специфицированы для диапазона рабочих температур от –40 до 105 °C.
В категорию высокочастотных ключей Analog Devices входят широкополосные КМОП-ключи и мультиплексоры с интегрированными драйверами, выполненными по технологии ТТЛ. Это обеспечивает более компактное и недорогое решение по сравнению с большинством компонентов, выполненных по технологии GaAs. Линейка ВЧ-ключей включает в себя устройства типа SPST (однополюсный на одно положение), SPDT (однополюсный на два положения) и SP4T (однополюсный на четыре положения) в отражающем и поглощающем вариантах. Эти компоненты предназначены для широкого спектра задач, где требуется коммутация сигналов с малыми уровнями мощности (до 16 дБм), в том числе для коммутации антенн, фильтров и многодиапазонных тюнеров.
Еще одна категория ВЧ / СВЧ-компонентов – перестраиваемые фильтры, включая перестраиваемые полосовые фильтры, программируемые усилители-фильтры полосы модулирующих частот, перестраиваемые фильтры нижних частот. На основе этих компонентов можно создавать решения для систем связи, контрольно-измерительной аппаратуры, оборудования медицинского и оборонного назначения.
Перестраиваемые полосовые фильтры помогают упростить проектное решение благодаря небольшому количеству внешних компонентов и их универсальности, обеспечиваемой настройкой параметров усиления и ширины полосы пропускания. Программируемые настройки смещения этих устройств позволяют оптимизировать соотношение между характеристиками и рассеиваемой мощностью. Линейка усилителей-фильтров с переменным коэффициентом усиления включает в себя компоненты с линейной управляющей характеристикой и компоненты с шаговой цифровой регулировкой (с шагом до 0,25 дБ).
Области применения перестраиваемых фильтров: программно-определяемые радиосистемы, фильтрация гармоник и субгармоник для цепей гетеродина, контрольно-измерительное оборудование, ВЧ-системы фильтрации.
Кроме рассмотренных в статье, в номенклатуру ВЧ / СВЧ-компонентов Analog Devices входят также аналоговые входные интерфейсы систем связи, фазовращатели и векторные модуляторы, тактовые генераторы и схемы синхронизации, интегрированные модульные приемники семейства μModule и ряд других устройств.
Если вас заинтересовала продукция компании Analog Devices, обращайтесь в холдинг «Золотой Шар» (www.zolshar.ru). ●
Отзывы читателей
