6WCDMA光纤宽带一体化25W硬件设计使用说明.docx
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6WCDMA光纤宽带一体化25W硬件设计使用说明
深圳国人通信有限公司
WCDMA光纤宽带一体化（25W）
LPA2140.60.44.BY01
硬件设计说明书
文件编号：
SGR5.012.642SM
版本：
V1.0
生效日期：
编制：
肖树根部门／职位：
开发工程师日期：
2010-5-7
初审：
李勇军部门／职位：
项目经理日期：
2010-5-7
复审：
曾祥坚部门／职位：
部门经理日期：
2010-5-7
批准：
王小平部门／职位：
总工程师日期：
2010-5-7
版权：
深圳国人通信有限公司
本文件之版权属深圳国人通信有限公司所有，未经书面批准不得随意复制外传。
文件更改履历表
序号
修改页码及条款
修改人
审核人
批准人
更改日期
3阶段总结9
1设计概要
功放模块采用的是Doherty结构模式，该模式具有工作效率高的优点，但同时其ACPR等相关指标就会恶化严重，从而需要添加预失真（Pre-distortion）技术来进行指标校正，所以在工作过程中，该功放模块需要与预失真模块相互配合一起工作，达到满足技术指标。
电路结构上，本模块包含有一个压控衰减器（VVA）---HSMP-3816（成本低，具有较高的IP3和较大的损耗等特点），成本比用电桥加两个二极管的衰减器还低，但其RL及IL要差点；下行功放部分由一个初级放大的SPF-5344,且整个下行链路中总增益能达到50dB；一个内含两级放大器的功放推动级MW7IC2240，其具有较高的增益与较大的输出时良好的特性；一级数控衰减器（DSA）PE4306（在以往的产品上，有大量应用）；末级放大采用两个并排MFR6S21140LDMOS,该功放模式采用Doherty结构，其较高的P1dB与P3dB，使得输出功率能达到44dBm；输出功率检测用AD8314；针对在高低温情况下，功放模块的增益会有较大幅度的变动，故在该模块链路中，添加了一个温度补偿衰减器，该器件有助于减少模块增益受温度的变化而受影响，使得变化幅度较小。
上行低噪部分由两级低噪放大MGA-632P8,再进入PE4306数控衰减，HSMS-3816ALC控制电路，然后末级采用ADL5320两级放大。
结合他人的开发经验和现有所掌握的新技术，该方案在工作效率方面将有很大的提高。
2详细介绍
2.1设计方案
WCDMA光纤宽带一体化（25W）采用了Doherty方案，功放部分使用1个SPF5344作为前级放大，MW7IC2240作为推动级，末级采用两个MFR6S21140作为输出的Doherty方案。
应用AD8314作为功率检测器件，使用TMP36温度检测器件完成温度的检测功能。
完成整体模块的射频指标调试、高低温循环试验；上行低噪部分分别由两个MGA-632P8与两个ADL5320组成，整个模块原理框图如图1所示.
1、第一级考虑考虑到整个模块的增益问题，兼顾到数控衰减、压控衰减以及温度补偿衰减器固有的差损，故选取了一个在2G频率处具有22dB增益的SPF-5344，其OIP3较高，且在输出能够提供给下一级的情况下，完全符合性能指标。
2、而温度补偿衰减器则是为能够的控制整个模块在高低温情况的增益波动，使得增益稳定。
3、将数控衰减器与压控衰减器置于第一级放大的前面，是考虑在能够有效的控制增益与输出的基础上，更好的减轻第一级放大管的输出压力。
4、内含两级增益控制的推动级MW7IC2240，能够在起到推动末级的同时，其输出特性基本能够满足技术指标要求。
5、采用两个MFR6S21140,其较高的P1dB与P3dB能够胜任该Doherty结构在单载波WCDMA满峰均比信号下，其输出功率为44dBm。
6、反向功率检测使用的AD8314器件，采用50mV斜率的功率曲线；温度检测使用TMP36，其斜率曲线为20mV斜率。
7、RF-couple端口输出的耦合信号，这部分小信号将输入预失真模块做预失真处理。
8、低噪部分由低噪声放大器MGA-632P8进行放大后，再经ADL5320放大输出，整个链路的噪声控制的很好。
图1光纤宽带一体化模块原理框图
2.2设计原理图
请参见《WCDMA光纤宽带一体化（25W）硬件原理图》
2.3关键器件介绍
1.SPF-5344Z（RoHS）--RFMD
——0.8-4GMHz0.6W、2-stagepHEMTMMICLNA
电气特性
参数
单位
数值
备注
频率范围
MHz
2GHz
以下值为2140MHz
S21
dB
24.5
S11
dBc
25
ReturnLoss
P1dB
dBm
22.4
OIP3
dBm
39
NF
dB
0.8
Id
mA
120
5V下的deviceCurrent
工作电压
V
5
Pdss
mW
600
OperatingDissipatedPower
逻辑图
图片
功能
PIN
功能描述
RFin
3
输入
RFout
13
输出
GND
1,2,4,5,
7,8,9,
11,12,14
15,16,18
，20
接地
RF/DC
6,10
RF/VG2/VD1
17,19
栅压控制端
数据图表
应用电路
原理图
PCBLAYOUT
BOM
详见原理图
2.MW6IC2240--FreescaleSemiconductor
——W-CDMA2.11—2.17GHz，4W，28V，RFLDMOSWidebandIntegratedPowerAmplifiers
电气特性
参数
单位
数值
备注
频率范围
MHz
2110—2170
S21
dB
28
PAE
%
15
Poweraddedefficiency
ACPR
dBc
-50
@5MHzOffsetin3.84MHzBW
IRL
dB
-16
输入回波损耗
P1dB
dBm
46
GF
dB
0.1
60MHz带宽下的增益平坦度
Delay
ns
1.98
供电电压
V
28
PAR
dB
7.5@0.01%
峰均比，CCDF
逻辑图
FunctionalBlockDiagram
PINConnections
图片
数据图表
图片
图片
应用电路
原理图
图片
PCBLAYOUT
图片
BOM
封装
3.MFR6S21140--FreescaleSemiconductor
——W-CDMA2.11—2.17GHz，12W，28V，RFLDMOSWidebandIntegratedPowerAmplifiers
电气特性
参数
单位
数值
备注
频率范围
MHz
2110—2170
S21
dB
15.5
PAE
%
27.5
Poweraddedefficiency
ACPR
dBc
-50
@5MHzOffsetin3.84MHzBW
IRL
dB
-16
输入回波损耗
P1dB
dBm
52
GF
dB
0.1
60MHz带宽下的增益平坦度
Delay
ns
1.98
供电电压
V
28
PAR
dB
7.5@0.01%
峰均比，CCDF
逻辑图
FunctionalBlockDiagram
PINConnections
图片
数据图表
图片
图片
应用电路
原理图
图片
PCBLAYOUT
图片
BOM
封装
3阶段总结
通过对WCDMA光纤宽带一体化（25W）的调试和测试，设计指标和实际测试指标相吻合，各项射频指标都能满足我们的设计要求。
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