衰减范围大、精度高的数字衰减器 - Skyworks Solutions, Inc.

应用
• 2G / 3G / 4G 无线系统
• LTE 收发器
• UHF/VHF 公共安全频带
• 宏基站
衰减范围大、精度高的数字衰减器
可用于样机或批量生产的优质数字衰减器,现货供应充足
• 微基站
• 微微基站
• 毫微微基站
• GSM、UMTS 多标准收
发器
• 测试和测量仪器
• 军事通信
特点:
• 低插入损耗
• 高衰减精度
• 出色的回波损耗
• 高 IP3
• 大范围频率响应
• 平坦衰减
• 单调阶跃响应
• 可在 4 GHz 工作
• 在 IF 应用中进行功率控制
• SPI 控制
• 并行控制
• 多种供电选项
• 可寻址
• 无铅 (Pb)、符合 RoHS
的小型 QFN 封装
Skyworks Solutions 在其丰富的产品线中提供了一系列优质数字衰减器,这些衰减器有现
货供应,可立即满足您要求苛严的应用需求。
Skyworks 提供的 RF 微波产品系列种类丰富,包括无线通信基础架构(如蜂窝电话基站)、
WiMAX/WLAN 接入点、陆地移动无线电系统以及点对点无线电链路等。Skyworks 的数字
衰减器由串行或并行接口控制,对接收和发射信号通道内的信号进行衰减,衰减位精度
可达 0.25 dB。
此系列高品质衰减器包括最常用的 GaAs 1 位、2 位、3 位、4 位、5 位、6 位、和 7 位
射频与中频衰减器,均有现货可直接发运。这些器件具有出色的性能和应用价值,例如
可在收发器组中进行 Tx/Rx 功率控制。所有衰减器均采用 Skyworks 最尖端的假晶高电子
迁移率晶体管 (pHEMT) 工艺设计。某些设计融入了 CMOS 控制器以产生负向偏置,在射
频应用中频率响应范围下潜至 50 MHz。在这些设计中,射频线路不需要使用隔直电容。
CMOS 封装还提供了串行端口接口 (SPI) 控制功能以及解码逻辑功能。与 GaAs 设计中集
成的解码功能相比,CMOS 设计消耗的偏置控制电流极小。这些高品质衰减器针对低频应
用作了完全优化,但也可应用于超高频和甚高频范围。
衰减器具有以下性能特征:工作频带范围宽(甚高频至 4 GHz);衰减范围 0.25 dB 到
31.75 dB;插入损耗低;衰减精度高;单调阶跃;相位性能出色;切换迅速;并且 IIP3 性
能卓越。所有衰减器在 50 W 环境中均为吸收式,因此可以方便地级联,衰减器之间不需
要额外的阻抗匹配。
我们无铅、符合 RoHS Green™ 标准的产品均出产自高产能的 GaAs pHEMT 工厂。所有
衰减器均采用符合行业标准的塑料表面安装封装方式进行封装。它们体现了 Skyworks 高
超的设计水平、雄厚的技术力量、精湛的制造工艺和卓越的产品质量。
表 1 是高品质 Skyworks 数字衰减器的清单。我们还提供评估板。
我们的应用工程师团队可以随时帮助您进行设计工作。
如要获取应用注解和方块图,请访问 Skyworks 的网站:www.skyworksinc.com
表 1. 适用于中频/超高频/甚高频及宽带射频应用的高品质数字衰减器
零件号
新产品
频率范围
(GHz)
位数
最低有效位
(dB)
控制接口
最大衰减量
(dB)
典型插入
损耗 (dB)
典型 IIP3
(dBM)
封装 (mm)
AA103-72LF
0.01–2.5
1
10
并行
10
0.3–0.4
41
SOT-23 5L 2.8 x 2.9 x 1.18
SKY12406-360LF
0.05–0.6
1
12
并行
12
0.3
46
QFN 8L 2 x 2 x 0.9
SKY12407-321LF
0.05–0.6
1
12
并行
12(100 W 差分
输入/输出)
0.3
48
QFN 12L 3 x 3 x 0.75
AA116-72LF
0.004–2.0
1
15
并行
15
0.35–0.4
41
SOT-23 5L 2.8 x 2.9 x 1.18
AA104-73LF
0.3–2.5
1
32
并行
32
0.8–1.0
41
SOT-23 6L 2.9 x 2.9 x 1.18
SKY12324-73LF
0.5–3.0
2
4
并行
12
0.9–1.3
43
SOT-23 6L 2.9 x 2.9 x 1.18
SKY12338-337LF
0.35–4.0
2
6
并行
18
0.55–1.3
45
QFN 12L 3 x 3 x 0.9
SKY12325-350LF
0.5–6.0
3
1
并行
7
0.7–1.3
47
QFN 16L 3 x 3 x 0.75
SKY12348-350LF
0.1–3.0
4
1
并行
15
0.8–1.2
45
QFN 16L 3 x 3 x 0.75
SKY12340-364LF
0.3–2.0
5
0.5
SPI
15.5
1.4–1.8
45
QFN 32L 5 x 5 x 0.9
SKY12322-86LF
0.5–4.0
5
0.5
并行
15.5
1.4–3.0
45
MSOP 10L 4.9 x 3 x 0.96
SKY12323-303LF
0.5–3.0
5
1
并行
31
1.4–2.3
48
MSOP 10L 4.9 x 3 x 0.96
SKY12328-337LF
0.5–4.0
5
0.5
并行
15.5
1.1–2.3
42
QFN 12L 3 x 3 x 0.9
SKY12339-350LF
0.4–3.0
5
1
并行
31
1.2–2.0
39
QFN 12L 3 x 3 x 0.75
SKY12345-362LF
0.7–4.0
5
0.5
SPI
15.5
1.2–2.0
42
QFN 24L 4 x 4 x 0.9
SKY12347-362LF
DC–3.0
6
0.5
SPI 或并行
31.5
1.2–2.0
50
QFN 24L 4 x 4 x 0.9
SKY12343-364LF
0.01–4.0
7
0.25
SPI 或并行
31.75
1.8–1.9
50
QFN 32L 5 x 5 x 0.9
Skyworks Green™ 产品符合所有适用的材料法规并且不含卤素。更多信息,请参考 Skyworks Green™ 定义,文档编号 SQ04-0074。
所有器件均不含铅 (Pb) 且符合 RoHS 标准。
数字衰减器原理
Skyworks 采用与制造数字衰减器相同的工艺来制造射频
可将多个位级联起来增加衰减范围。一般情况下,位值
开关,以一个额外的薄膜电阻层来形成高精度的衰减结
采用二进制加权。最小值是衰减器可提供的最小衰减
构。此薄膜电阻采用 p 或 T 型配置,从而针对工作频率
量,称为最低有效位 (LSB)。最大值或最高衰减位称为最
提供最高的衰减精度和阻抗匹配。采用 p 或 T 型配置的
高有效位 (MSB)。个别位可以加入或退出信号通道,获得
电阻可以加入或退出信号通道,从而“增加”或“减
相对于控制信号的所需总衰减量,并且在示波器上产生
少”衰减位。(参见图 1)。
一种类似于阶梯函数的传递函数。衰减器各级在 GaAs 基
底上的物理位置经过优化,以便在整个衰减范围内保持
最佳匹配。芯片上的控制线路布设也经过优化,以方便
用户合理、有效地对衰减器进行偏置和控制。
图 1. p 和 T 型配置的衰减器
一些衰减器还包括可执行某些功能的 CMOS 解码器/驱
这项技术使用的悬浮电容值大于可置于衰减器芯片上的电
动器芯片。(参见图 2)。
容值,使衰减器悬浮于接地电位之上。通过将值较大的
隔直电容添加到射频输入和输出中,就可以在场效应晶
V1
V3
V2
P/S
ဟᒩ
ၫ௣ၒྜྷ
Ꮴ኏Ⴤࡀ
V5
V4
V6
体管 (FET) 的门极上直接使用正电压偏置,这也是不需要
V7
复杂偏置的单位或低位数衰减器的上佳选择。这种设计
VDD
A2
A1
A0
ࠈቲ૞݀ቲདࣅ໭
技术存在的限制是在一定程度上使可用带宽降低,原因
是隔直电容的阻抗包括电容电抗以及电容的寄生电感的
RF1
RF2
0.25 dB
16 dB
8 dB
4 dB
2 dB
1 dB
0.5 dB
S2122
图 2. SKY12347-364LF 示例 - 7 位衰减器
电抗,因而可能产生共振。在射频应用中,悬浮电容的
值要低得多,因此将它们集成到 GaAs 芯片上是可行的。
(参见图 4)。
使用 CMOS 具有一些优势。诸如负压发生器 (NVG)、串
࢟ྏ
DTS
行端口接口 (SPI) 和逻辑解码器等功能很容易在 CMOS 工
STD
艺中实现。使用 NVG 时,CMOS 芯片上的电路会在施加
STD
的正电压基础上产生一个负电压,为 GaAs 衰减器提供偏
STD
置。由于场效应晶体管 (FET) 是耗尽型器件,它们都必须
通过施加到门极的负电压获得相对于漏极/源极电压的
偏置。NVG 还免去了在射频线路上使用隔直电容的必要,
图 4. 集成到芯片上可在射频应用中使用的电容
(SKY12338-337LF)
并且允许 GaAs 衰减器位直接接地而无需使用射频旁路电
容。大部分中频衰减器均采用了这些设计技术。
通过将悬浮电容集成到芯片上,唯一增加到射频接地通
另一种将频率响应范围向下扩大至 UHF/VHF 频率的方法
100 pF
ᒇഗ఼ᒜ 2
ᒇഗ఼ᒜ 1
7 位设计。7 位衰减器的单步衰减阶跃为 0.25 dB,最大衰
N/C
RF1
RF2
N/C
N/C
RFGND1
N/C
5
330 pF
6
RFGND4
RFGND2
4
N/C
3
减可达 31.75 dB。对于需要变化更大的衰减范围的应用,
VDD
RFGND3
×
7
12
×
可以通过将衰减器级联来获得更大的总衰减量。在这些
100 pF
11
࿴ຫ࣡ా 2
10
9
×
变化范围大的衰减应用中,使用两个单独封装的衰减器
是获得更大衰减量的最好办法。在这类级联中,在很大
×
的动态范围以及带宽上,很难保持单调性。如果最低有
效位 (LSB) 是 1 dB 并且带宽不大,则更加容易实现良好的
8
×
制为大约 600–700 MHz。增大电容的值会显著增加芯片
Skyworks 的衰减器产品线包括从单位器件到完全集成的
13
2
࿴ຫ࣡ా 1
以这种方式使用的典型电容值把衰减器的低频率响应限
尺寸,从而增加成本。
V1
V4
1
直流电源
14
V3
15
16
V2
ᒇഗ఼ᒜ 4
ᒇഗ఼ᒜ 3
是通过一个外部电容使衰减器悬浮。(参见图 3)。
道的额外电感是芯片与 QFN 封装的外露焊盘间的焊接线。
阶跃单调性。图 5 中显示的是一种级联架构的示例。在此
330 pF
S2244
图 3. SKY12338-337LF 示例 - 外部悬浮式 2 位衰减器
架构中,5 位数字衰减器和单位衰减器级联在一起,获得
63 dB 的可能动态范围。
NC/GND
V1
5
4
32
V2
6
V1
V2
V3
V4
V5
1
2
3
CBL
CBL
J1
J2
RF
GND
RF2
RF1
1 dB
2 dB
4 dB
8 dB
16 dB
图 5. 多个衰减器级联以增加动态范围(SKY12339-350LF 与 AA104-73LF 级联)
Green Initiative™
在 Green Initiative,™(绿色倡议)的指引下,我们致力于生产符合全球各个政府的指令和行业要求的
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BRO393-12A 4/12
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