隨着射頻無線通信應用的普及,有越來越多的集成射頻放大器可以被使用。這大大提高了射頻電路設計的靈活性。爲了進一步對 信標電路調頻信號 進行功率放大,下面對能夠獲得到的微型中小功率射頻放大器MAR-8ASM新品進行測試。
01簡介
MAR-8ASM 是一款表面封裝單片射頻放大芯片。提供高達31.5dB(100MHz)的增益以及12.5dBm的功率輸出。
本文對MAR-8ASM的射頻放大性能進行實驗測試。
▲ MAR -8ASM基本特性
前期的相關工作:
由於MAR-8ASM的增益高,借鑑在 UPC2710T高頻放大器 中的教訓,直接通過製作實驗電路板來測試器相關的高頻放大性能。
02實驗電路板
下面是MAR-8ASM數據手冊給定的參考設計電路。其中Rbias需要根據工作電壓進行調整。另外,在給定的VCC的範圍內,其範圍是7~15V,那麼對於+5V的電壓來說,這個電路是否可以穩定的工作?增益又是多少呢?
▲ MAR-8ASM數據手冊給定的參考設計電路
1.實驗電路設計
實驗電路板的原理圖:
▲ 實驗電路原理圖
2.焊接與基本測試
MAR-8ASM封裝中,對應着原點處的管腳爲1,然後逆時針順次爲2,3,4。
這一點也可以通過對2,4測量它們之間的電阻爲0來確認。
▲ 管腳對應的分佈
焊接器件參數:
- Rbias = 75Ω
- Lcrf = 22uH
▲ 焊接後的實驗電路板
(1)靜態測試
加上+5V工作電壓,對於實驗電路板進行靜態測試:
- 工作電流:19mA
- V1=2.61V
- V3=3.65V
(2)測試實驗電路的增益
使用DSA815頻譜的Tracking Generator 功能測試實驗電路在0.1~150MHz之間的功率增益曲線。
DSA815設置參數:
- 輸出功率-20dBm
- 頻率範圍: 0.1~150MHz
- 輸出信號增加衰減器:-30dB。
那麼,從讀取的功率曲線,將其加上50dB便是放大電路的功率增益的。
▲ 測試實驗電路的增益
放大電路功率增益曲線:
▲ 放大電路功率增益曲線
從上述功率增益曲線來看,功率增益在24~28dB之間。比手冊中給定的31.5dB減少了平均6dB左右。
(3)輸入輸出阻抗
▲ 輸入阻抗
▲ 輸出阻抗
▲ 輸入S11Smith圖
▲ S22 Smith圖
03工作極限
1.輸出最大功率
在輸入端加入0dBm的功率,輸出增加-30dB的衰減,測量MAR-8ASM的最大功率輸出。
下面是測量得到的各個頻率點出的最大功率輸出。與手冊中對應的12.5dBm相差約2dBm左右。
▲ 輸出最大功率
2.改變工作電壓,測量輸出功率
將工作電壓從5V提升到6.3V,偏執電阻Rbias仍然維持在75歐姆,此時工作電流爲:38mA。測量輸出最大功率曲線:
從測量結果來看,最大功率曲線增加了大約4dBm
▲ 工作在6.3V下器件的最大輸出功率
3.改變偏置電流,測量輸出功率
將偏置電阻有原來的75歐姆減小到50歐姆,工作電流提高的23mA,對應的最大功率輸出曲線如下:
▲ 放大器的輸出功率
04結論
通過對MAR-8ASM射頻放大器進行初步測試,它的功率增益,最大功率輸出基本上與數據手冊中一致。
通過設置Rbias的數值可以改變MAR-8ASM靜態工作電流,從而可以改變該器件的功率增益以及最大功率輸出。在MAR-8ASM的數據手冊中給出了它的最大電流以及最大工作消耗功率的數值。
▲ 工作條件參數範圍