美國國家半導體的PowerWise晶片系列添加三款功率最低、效能最高的高速放大器

本文作者:admin       點擊: 2007-09-28 00:00
前言:
美國國家半導體利用以上的幾款放大器搭配該公司多款類比/數位轉換器、時脈調節器及電源管理晶片,設計出三款參考設計電路板,針對無線通訊基礎建設設備、測試和測量儀表以及國防和航太設備提出不同的建議方案。

美國國家半導體公司 (National  Semiconductor Corporation)(宣佈推出3款能源轉換效率極高的全新高速差動放大器,其特點是應用範圍極廣,適用於無線通訊基礎建設設備、測試和測量儀表以及國防和航太設備。這3款放大器是美國國家半導體PowerWise高能源轉換效率類比晶片系列的最新型號,這幾款新產品的推出顯示美國國家半導體高度重視系統設計的能源轉換效率,並致力提供低功率、高效能的晶片產品以滿足市場需求。

LMH6552晶片是業界最高頻寬(1.5GHz)及最低功耗(112.5mW)的電流回授差動放大器。LMH6515晶片則是一款數位控制可變增益放大器,若輸入頻率為70MHz,這款晶片的雜訊低至只有8dB,而輸出截取點(OIP3)可達40dBm,最適用於WCDMA、GSM及WiMAX的接收器訊號路徑,而且功耗比競爭產品少20%。另外,LMH6555放大器適用於8位元的3GSPS資料蒐集系統,功耗比同類競爭產品低一半以上。

美國國家半導體新推出的上述幾款高速放大器是整個類比訊號路徑解決方案的一部分,讓系統設計工程師可以在極短時間內啟動開發計劃,以及縮短產品設計周期。美國國家半導體並設計了3款不同的參考設計電路板,這3款電路板分別採用LMH6552、LMH6515及LMH6555晶片搭配美國國家半導體的類比/數位轉換器、時脈調節器及電源管理晶片,最適用於WiMAX及2G/3G無線通訊基地台設備、測試及測量儀表以及國防和航太設備專用的高速通訊系統等設計。這3款電路板都有低功率、高效能的優點,因此可以管理類比訊號路徑上一切有關高速訊號調節及處理的工作。另外,美國國家半導體更提供WaveVision軟/硬體工具、應用技術規格資料、電路簡圖、物料清單及線路設計指南以支援這幾款電路板。

LMH6552 1.5GHz 電流回授差動放大器的特色

LMH6552差動放大器的功耗比同類放大器少44%,而且其中正申請註冊專利的內建電路可以進一步提高增益,但又不會影響頻寬、諧波失真或輸出雜訊等方面的表現,因此可以減少多個增益級,有助於減少元件數目及系統功耗。LMH6552晶片也可提供高達1.5GHz的頻寬,而且即使輸入頻率高達450MHz,仍可保持0.1dB的增益平直度,這方面的表現優於同類產品。若輸入頻率為20MHz,LMH6552晶片的總諧波失真低至只有-90dBc;若輸入頻率為70MHz,總諧波失真則低至只有-74dBc,而且雜訊不會超過 1.1nV/sqrtHz,因此這款晶片可以驅動輸入頻率高達70MHz的14位元類比/數位轉換器。LMH6552晶片可以做為差動輸入至差動輸出的增益級,也可做為單端輸入至差動輸出的增益級。此外,由於這款放大器晶片的輸入端也可與交流電或直流電耦合,因此其應用範圍非常廣泛,例如用於通訊系統及高速資料蒐集系統前端電路。

LMH6552晶片有8接腳SOIC及散熱能力更高的小型8接腳LLP兩種封裝可供   選擇。

 LMH6515數位可變增益放大器的特色

   LMH6515數位可變增益放大器可以擴大中頻取樣系統訊號路徑的動態範圍,而且還有卓越線性表現及低雜訊的優點。若輸入頻率為70MHz,第3級截取點(OIP3)可達40dBm,因此適用於寬頻及窄頻的接收器訊號路徑。這款晶片的雜訊只有8dB,供電電流只需100mA,可以利用5V的供電作業。LMH6515放大器晶片採用16接腳的LLP封裝,大小只有 4mmx4mm,如此小巧的封裝有助於精簡電路設計,而且電路板面積比採用離散式衰減器搭配放大器的解決方案小75%以上。此外,這款晶片可為接收系統提供高達26dB的增益,而且增益的調節範圍極為廣闊(31dB),頻寬也高達600MHz(-3dB)。增益以1dB 為一步級,可上下調節,步級之間的界線清晰準確,偏差不會超過0.05dB,使通訊系統有較大的動態範圍。由於步級界線清晰準確,因此這款晶片可與訊號路徑的其他電路區段達到準確的平衡。

LMH6555差動驅動器的特色

   LMH6555晶片最適用於直流電耦合、輸入頻率高達750MHz的8位元資料蒐集系統,是業界唯一一款針對此應用的差動驅動器。若輸入頻率為750MHz,其無雜散訊號動態範圍(SFDR)高達53dB,這方面的表現優於許多競爭產品,而且無需利用外置電路便可提供輸出鉗位、共模控制及增益等功能。這款驅動器可將單端訊號轉為差動訊號,而且固定增益高達13.7dB,頻寬則高達1.2GHz。此外,即使輸入頻寬高達330MHz,這款晶片仍可維持0.5dB的增益平直度。若採用3.3V的供電,這款晶片的雜訊只有15dB;若輸入頻率為750MHz,第2及第3諧波失真分別只有-53dBc及-54dBc,以上這些技術規格完全符合直流電耦合示波器及資料蒐集系統的要求。此外,由於這款放大器採用獨特的架構,因此可以執行全差動驅動器的功能,也可當作單端至差動轉換器。

此外,這款放大器還有卓越的線性表現及100-Ohm 的差動負載驅動能力,而且可確保類比/數位轉換器的輸入端不會有過驅動的現象出現,因此可驅動美國國家半導體的超高速類比/數位轉換器。LMH6555放大器晶片採用16接腳的
LLP封裝。

ADC14DS105KARB低中頻接收器參考設計電路板

ADC14DS105KARB是一款低中頻接收器子系統的參考設計電路板,其特點是採用兩顆LMH6552差動驅動器及一顆雙通道的類比/數位轉換器,以便工程師可以立即測試適用於直流電至40MHz訊號頻率的正交直接轉換或近零值中頻接收器。這是WiMAX及WCDMA接收系統最常用的接收器架構。由於類比/數位轉換器的輸入頻寬高達1GHz,而差動放大器增益級的頻寬則高達1.5GHz,因此若輸入訊號不超過40MHz,大訊號的訊號/雜訊比可達73.3dBFS,而無雜散訊號動態範圍(SFDR)則超過85dBFS。這款電路板除了採用LMH6552之外,還裝設了美國國家半導體的 ADC14DS105 14位元、105MSPS低失真、低雜訊、並可輸出串列LVDS資料的雙通道類比/數位轉換器,以及LMK02000低抖動時脈調節器與多顆可提高能源轉換效率的電源管理晶片。

ADC14V155KDRB高中頻接收器參考設計電路板

ADC14V155KDRB是一款高中頻接收器參考設計電路板,其特點是採用LMH6515數位可變增益放大器及類比/數位轉換器,以便工程師可以立即測試動態範圍較廣的中頻取樣系統。這款電路板也可為無線通訊基礎建設設備及頻域分析儀提供可變增益中頻訊號放大及類比/數位轉換等功能。這款設計靈活的子系統有極高的靈敏度,適用於高達240MHz的輸入訊號頻率。若輸入頻率為169MHz,小訊號的訊號/雜訊比為72dBFS,而無雜散訊號動態範圍(SFDR)則超過90dBFS。若輸入頻率同樣為169MHz,大訊號的訊號/雜訊比則為68.3dBFS,而SFDR則為77dBFS。這款電路板除了採用LMH6515之外,還裝設了美國國家半導體的ADC14V155 14位元、155MSPS、並可提供DDR平行LVDS 輸出的類比/數位轉換器,此類比/數位轉換器內建壓控振盪器的LMK03001C低抖動高精度時脈調節器(其特點是在100Hz至20MHz的整體頻寬範圍內只有190fs的抖動);另外,此電路板也裝設多顆可提高能源轉換效率的電源管理晶片。

 ADC083000RB 8 位元、3GSPS資料蒐集系統參考設計電路板

ADC083000RB是一款8位元、3GSPS的資料蒐集系統參考設計電路板,其特點是採用LMH6555高速差動驅動器及類比/數位轉換器,以便工程師可以立即進行測試,確保這些晶片符合規格要求,適用於測試和測量設備以及國防和航太設備專用的高速通訊系統。這套子系統可以接收交流電或直流電耦合的類比輸入訊號,並可捕捉類比/數位轉換器的數位輸出訊號,然後將之傳送到FPGA晶片。工程師只要透過USB 2.0 連接採用Windows作業系統的個人電腦,便可執行美國國家半導體的WaveVision軟體,分析這些捕捉資料。若取樣速度為3GSPS,而輸入訊號頻率不超過1.4GHz,這款適用於交流電耦合通訊系統的參考設計電路板便可以發揮卓越的動態效能,例如有效位元數(ENOB)可高達7.0以上,而SFDR則高達53.5dB。這款電路板除了採用LMH6555之外,還裝設了美國國家半導體的ADC083000 3GSPS 超高速8位元類比/數位轉換器 (其特點是功耗比同類競爭產品的1.9W少一半以上)、LMX2531鎖相迴路及   壓控振盪器二合一晶片(其特點是功耗只有111mW、-116dBc/Hz 的業界最低相位雜訊,相位偏移則只有 100kHz,因此可為ADC083000晶片提供最大的動態範圍)、以及多顆可提高能源轉換效率的電源管理晶片。

價格及供貨情況

LMH6515及LMH6552晶片都以1,000顆為採購單位,LMH6515晶片的單顆價為5.25美元,而LMH6552晶片的單顆價則為3.95美元,兩款晶片都已開始量產供貨。LMH6555晶片則以100顆為採購單位,單顆價為5.95美元,也已開始量產供貨。如欲進一步查詢相關資料以及訂購樣品,可瀏覽
   http://www.national.com/pf/LM/LMH6515.html、
   http://www.national.com/pf/LM/LMH6552.html及
   http://www.national.com/pf/LM/LMH6555.html等網頁。美國國家半導體 Amplifiers  Made SimpleSM (放大器簡易設計) 網頁的WEBENCH線上設計工具可為多種不同的放大器提供設計支援。如欲進一步查詢有關這些解決方案的資料,可瀏覽http://webench.national.com/CHT網頁。如欲進一步瞭解如何將放大器融入系統設計之中,可瀏覽美國國家半導體的線上研討會資料庫,網址為  http://www.national.com/onlineseminar/#amps。

這3款參考設計電路板已開始量產供貨,而且沒有限定最低的採購量。
ADC14V155KDRB及ADC14DS105KARB參考設計電路板每塊售800美元,而ADC083000RB電路板則每塊售4,900美元。如欲進一步查詢有關美國國家半導體訊號路徑設計工具及技術支援的資料或訂購美國國家半導體的參考設計電路板,可瀏覽http://www.national.com/signalpath/ 網頁。

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