개요: TX SAW 필터의 출력 임피던스는 입력에서 표시되는 소스 임피던스의 확실한 함수이다. SAW 필터 및 뒤따르는 PA와 상호 작용하는 MAX2395의 출력 포트 임피던스 내 변동은 대역에서 3dB 순이득 변동을 초래할 만큼 충분하다. MAX2395와 TX SAW 간의 개정된 정합 회로는 대역 범위에서 약 1dB 총 이득 리플의 개선된 이득 평탄도를 보여준다.
개요
MAX2395는 WCDMA/UMTS 애플리케이션을 위한 단일 밴드 모노리식 의사 직접 변환 변조기 IC이다. 이 IC는 RF 출력 및 뒤따르는 SAW 필터 입력 사이에 필요한 외부 정합 부품만이 풀업 인덕터와 DC 블로킹 커패시터가 되도록 약 50Ω 출력 임피던스를 산출하도록 설계되었다. 소스 임피던스에 대한 SAW 필터의 감도에 따라, 이 간단한 정합은 MAX2395 출력의 최대 반사 손실인 9dB로 충분할 수 있다.
주파수 대역에서 이득 평탄도
MAX2395는 그림 1에서 알 수 있는 바와 같이 9dB 이상의 반사 손실로 폭넓은 온 칩 출력 정합을 가진다. 이득 평탄도는 50Ω로 종단될 때 실온에서 WCDMA 대역에서 0.5dB보다 낫다. 그러나, 시장에 나와 있는 대중적인 SAW 필터 및 Maxim WCDMA 기준 설계에 포함된전력 증폭기와 통합될 경우, 전체 송신기는 동작 주파수 대역(1920-1980MHz)에서 3dB 이상의 이득 변동을 가지며, 이때 최소 이득이 대역의 중앙에 나타난다. 이득 리플의 원인을 조사하는 과정에서 몇 가지 테스트가 수행되었다. 그림 2의 블록 다이어그램은 TX 시스템 내 어디에서 평가 측정이 이루어졌는지를 보여준다.
그림 1. MAX2395 출력 반사 손실.
그림 2. WCDMA TX 경로에서 세 개의 테스트 점.
테스트 1
MAX2395 RF 출력을 A점에서의 신호 소스로 사용하고 실제 애플리케이션과 유사한 C점에서 출력 전원을 측정할 경우, 주파수 대역에서의 이득 변동은 3dB 이상이며 최저 이득이 중앙 대역 1950MHz에 있다.
테스트 2
신호 발생기가 A점에서 신호 입력으로 사용될 경우, C점에서 측정된 이득 평탄도는 매우 양호한 0.5dB 미만이다. 이것은 SAW 필터와 PA가 주파수 대역에서 평탄한 이득을 갖는다는 것을 의미한다.
테스트 3
MAX2395를 입력 소스로 사용하고 SAW 필터 출력인 B점에서 측정할 경우, 이득 평탄도도 0.5dB 미만이다.
솔루션
위의 테스트를 통해, TX 경로에 있는 모든 섹션은 대역에서의 이득 평탄도 측면에서 양호한 성능을 제공한다고 결론지을 수 있다. 그러나, 섹션들 간의 임피던스 상호 작용은 대규모 이득 변동의 원인이다. SAW 필터의 S22는 그 입력이 MAX2395 출력에 연결될 때 측정되었다. S22 플롯은 그림 3과 같다. SAW 필터 S22는 중앙 대역에 험프를 가지며, 이로 인해 PA 이득이 낮아진다.
그림 3. SAW 필터 출력 반사 손실, 원래의 정합 회로.
캐스케이드 TX 이득 평탄도를 개선하기 위한 좋은 접근방식은 MAX2395 출력 정합을 조정하는 한편 더 좋고 더 평탄한 S22를 달성하기 위해 SAW 필터 출력을 모니터하는 것이다. 몇 번의 시도와 반복을 거친 후, 그림 4와 같이 우리의 실험에서 원하는 정합이 획득되었다. 제안된 MAX2395 출력 정합을 통한 결과적인 SAW 필터 S22 플롯은 그림 5와 같다. 전체 반사 손실은 이제 중앙 대역에서 -12dB를 가진 원래의 것보다 훨씬 더 양호하다. 캐스케이드 TX 이득 변동과 같은 PA 출력에서 측정된 출력 전원 변동은 그림 6과 같다. 그것은 WCMA 주파수 대역에서 약 1.0dB이며, 총 TX 전원 제어를 어느 정도 단순화한다.
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