藍牙功率放大器SE2425U及其應用
劉軍 趙旭
武警工程學院通信工程系
摘要: SE2425U功率放大器是專為標準藍牙和增強型數(shù)據(jù)速率應用而優(yōu)化設計的微型功率放大器,。.....
Abstract:
Key words :
1 概述
SE2425U功率放大器是專為標準藍牙和增強型數(shù)據(jù)速率應用而優(yōu)化設計的微型功率放大器,。在標準速率GFSK模式下SE2425U的輸出功率為+25dBm,;在增強型速率8DPSK模式下則為+19.5dBm,。在任一種模式下,,SE2425U也都能提供業(yè)界領先的+20 dBm天線,,確保較長距離傳輸以維持穩(wěn)定可靠,。SE2425U的傳輸距離為100m,,實現(xiàn)帶寬高達3Mbit/s的藍牙無線連接,。SE2425U應用于藍牙手機,、PDA、無線耳機,、筆記本電腦和無繩電話,。優(yōu)化EDR性能,并能在更長距離上支持EDR,。
SE2425U 基于高效的硅鍺結構,,確保在3.3 V單電源,輸出功率為+20 dBm時,,電流消耗量低至120
mA,。此外,SE2425U還具有低電流消耗,、功率節(jié)省模式在電池供電的移動設備中,,首次實現(xiàn)對第1類和第2類操作的支持;SE2425U具有很低的靜態(tài)電流,,可在同一設計中支持第1類和第2類操作,,但不影響電池壽命。在第2類輸出功率級,。電流消耗量僅為29 mA,。
2 主要技術指標
2.1 SE2425U相關參數(shù)
SE2425U相關參數(shù)的最大額定值如表1所列。
mA,。此外,SE2425U還具有低電流消耗,、功率節(jié)省模式在電池供電的移動設備中,,首次實現(xiàn)對第1類和第2類操作的支持;SE2425U具有很低的靜態(tài)電流,,可在同一設計中支持第1類和第2類操作,,但不影響電池壽命。在第2類輸出功率級,。電流消耗量僅為29 mA,。
2 主要技術指標
2.1 SE2425U相關參數(shù)
SE2425U相關參數(shù)的最大額定值如表1所列。

2.2電氣特性
在VCC0=VCC1=VCC2=VCC3=3.3 V,,TC=25℃,,f為2.45GHz條件下,SE2425U的直流特性如表2所列,。
在VEN=VCC0=VCC1=VCC2=VCC3=3.3 V,,VMODE為低電平,PEN=-6dBm,TC=25℃,,f為2.45GHz條件下,,SE2425U的交流特性如表3所列。

3 內部結構
SE2425U采用小型16引腳QFN封裝(尺寸僅為3 min×3 mm×0.5 mm),。
SE2425U是首款全集成功率放大器,,內部結構如圖2所示,。SE2425U還包含了一個集成式CMOS啟動接口,并結合輸入匹配,、電源去耦合,、級間匹配和一個"易于匹配"的輸出。這一輸出匹配集成了高Q電感,,以減少組件數(shù)目和材料清單,。該器件只需2只外接電容,因此具備一定的靈活性,,能以高成本方式與多家開關及濾波器供應商合作,,并且應對與不同應用相關的布線限制。
4 特性曲線
SE2425U是專門針對藍牙EDR和基本速率二者設計的功率放大器,。SE2425U具有一個數(shù)字模式開關,,能在高功率和低功率模式之間變換放大器偏置方式。這種模式開關以CMOS工藝制成,,故可以根據(jù)封裝在數(shù)據(jù)包上動態(tài)切換模式,;或者可以由設計人員根據(jù)需求提供滿足輸出功率和線性度要求的偏置方案,對模式引腳采用硬連接,。在高模式下,,靜態(tài)電流約為81 mA,而SE2425U可提供20 dBm的EDR輸出功率,,并仍然滿足頻譜要求,。在低模式下,SE2425U的靜態(tài)電流超低,,只有29mA,,EDR輸出功率為25 dBm。在兩種模式下,,基本藍牙輸出功率都維持在25 dBm左右,,留有5dB的裕量來應對后置PA的大量損耗,并仍滿足所有的第1類要求,。
在VEN=VCC0=VCC1=VCC2=VCC3=3.3 V,,VMODE為低電平,,TC=25℃,,f=2.45GHz的檢測條件下,SE2425U在低模式下的特性曲線如圖3所示,。
SE2425U是專門針對藍牙EDR和基本速率二者設計的功率放大器,。SE2425U具有一個數(shù)字模式開關,,能在高功率和低功率模式之間變換放大器偏置方式。這種模式開關以CMOS工藝制成,,故可以根據(jù)封裝在數(shù)據(jù)包上動態(tài)切換模式,;或者可以由設計人員根據(jù)需求提供滿足輸出功率和線性度要求的偏置方案,對模式引腳采用硬連接,。在高模式下,,靜態(tài)電流約為81 mA,而SE2425U可提供20 dBm的EDR輸出功率,,并仍然滿足頻譜要求,。在低模式下,SE2425U的靜態(tài)電流超低,,只有29mA,,EDR輸出功率為25 dBm。在兩種模式下,,基本藍牙輸出功率都維持在25 dBm左右,,留有5dB的裕量來應對后置PA的大量損耗,并仍滿足所有的第1類要求,。
在VEN=VCC0=VCC1=VCC2=VCC3=3.3 V,,VMODE為低電平,,TC=25℃,,f=2.45GHz的檢測條件下,SE2425U在低模式下的特性曲線如圖3所示,。
在VEN=VCC0=VCC1=VCC2=VCC3=3.3 V,,VMODE為高電平,TC=25℃,,f=2.45GHz的檢測條件下,,SE2425U在高模式下的特性曲線如圖4所示。

5 便攜式產品應用設計
除了提高EDR性能、減小電流消耗量外,,功率放大器SE2425U還能夠減少材料清單和縮小第1類藍牙解決方案的總體尺寸,。該簡單的數(shù)字偏置解決方案可保證提供第2類功率級的低功耗,同時在高輸出功率下仍然維持高效增強速率工作,。圖5a為傳統(tǒng)設計方案中利用一個較舊的基本速率功率放大器同時實現(xiàn)第1類和第2類工作時所采用的舊式結構,。這種解決方案需要一個額外的開關,在需要實施第2類工作時,,傳輸器完全繞過功率放大器,。圖5b則給出如何利用SE2425U實現(xiàn)這種解決方案,而不需旁路開關組件,。在第2類輸出功率級,,SE2425U將在靜態(tài)范圍內工作,此時該器件仍然提供增益,,讓藍牙傳輸器能夠以較低的輸出功率傳輸,,從而降低收發(fā)器的電流消耗量。
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