개요: 이 애플리케이션 노트에서는 MAX2831의 다양한 전력 레벨에서 전력 증폭기 (PA) 효율의 최적화를 위한 데이터 및 레지스터 설정을 제공한다.
머리말
MAX2831은 802.11b/g 애플리케이션을 위한 전력 증폭기(PA)가 내장된 완전 통합형 트랜시버이다. 2단 PA용 바이어스 전류 및 출력 정합 네트워크는 3.3V 전원으로부터 209mA만을 소비하면서 (54Mbps (64-QAM) 모드에서 5.6% EVM 미만) 통상 +18.5dBm을 공급하도록 최적화되어 있으며, 802.11g 스펙트럼 마스크 요구사항을 만족한다. 낮은 출력 전력 레벨에서 PA 바이어스 전류 레지스터를 재프로그래밍하면 바이어스 전류와 전체 PA 전류를 감소시켜 Tx 효율을 향상시키면서도 여전히 802.11g 요구사항을 만족시킬 수 있다. PA 바이어스 전류를 +17dBm 송신 전력에 최적화하면, 일반적인 레지스터 설정에 비해 26mA의 전류가 절감되고, +3dBm 송신 전력에서 동작하는 경우에는 일반적인 레지스터 설정에 비해 62mA의 전류를 절약할 수 있다. 간단한 2 커패시터 출력 정합 회로의 최적화를 통해 특정 출력 전력 레벨에 대한 추가적인 전류 절감이 가능하다.
프로그래밍
레지스터 10(A3:A0 = 1010)은 둘째 단 PA 바이어스 전류를 프로그래밍할 수 있다. 비트 D2:D0은 첫째 단 바이어스 전류 최적화에, 비트 D6:D3은 둘째 단 바이어스 전류 프로그래밍에 이용된다. 표 1에는 레지스터 설정과 이에 대응되는 MAX2831 EV 킷 바이어스 전류 설정이 나와 있다.
표 1. MAX2831 PA 바이어스 전류 레지스터 설정
Power Amplifier First-Stage Bias Current
Power Amplifier Second-Stage Bias Current
Register 10 (A3:A0 = 1010) Bit D2:D0
Equivalent Bias Current (µA)
Register 10 (A3:A0 = 1010) Bit D6:D3
Equivalent Bias Current (µA)
100
125
0100
160
010
75
0011
120
001
50
0011
120
001
50
0010
80
결과
그림 1과 표 2는 PA 바이어스 전류의 최적화를 통해 달성할 수 있는 전류 절감을 보여준다. 표 3과 그림 2는 일반적인 레지스터 설정에 대한 성능을 나타내고, 그림 3과 그림 4, 그림 5는 +17dBm과 +15dBm 및 해당 출력 스펙트럼에 대해 최적화된 레지스터 설정에 대한 성능을 나타낸다. 그림 6은 +12dBm과 +9dBm에 대해 최적화된 레지스터 설정에 대한 성능을 보여준다. 그림 7은 측정 셋업을 제공한다.
그림 1. 특정 출력 전력 레벨에 대해 최적화된 공칭 PA 바이어스 및 PA 바이어스 전류에 대한 MAX2831 소비 전류 대비 출력 전력
표 2. 출력 전력에 대해 바이어스 전류가 최적화된 레지스터 설정 및 측정된 결과
(VCCTX = 2.85V, VCCPA = 3.3V, Signal Source = 90mVRMS 802.11g 64-QAM OFDM (54Mbps),
f = 2437MHz, ICCTX = 81mA)
Measured Results
Register Settings (See MAX2831 EV Kit Control Software)
POUT (dBm)
EVM (%)
PA Current (mA)
PA Current Savings (mA)
Tx VGA Gain (SPI™) [Register 12 (A3:A0 = 1100) Bit D5:D0]
PA Driver Output Current (µA) [Register 10 (A3:A0 = 1010) Bit D2:D0]
PA Output-Stage Bias (µA) [Register10 (A3:A0 = 1010) Bit D6:D3]
2.9
3.5
73
61
35 (100011)
50 (001)
80 (0010)
6.1
5.1
79
59
41 (101001)
50 (001)
80 (0010)
9.2
4.4
98
45
44 (101100)
50 (001)
120 (0011)
12.1
5.6
111
41
50 (110010)
50 (001)
120 (0011)
15.2
5.0
140
28
53 (110101)
75 (010)
120 (0011)
17.0
5.3
158
26
57 (111001)
75 (010)
120 (0011)
18.7
5.5
204
—
57 (111001)
125 (100)
160 (0100)
표 3. +18.5dBm (통상치)에 대해 최적화된 MAX2831 출력 전력, 소비 전류, EVM 및 레지스터 설정
(VCCTX = 2.85V, VCCPA = 3.3V, Signal Source = 90mVRMS 802.11g 64-QAM OFDM (54Mbps),
f = 2437MHz, ICCTX = 81mA)
Measured Results
Register Settings (See MAX2831 EV Kit Control Software)
POUT (dBm)
EVM (%)
PA Current (mA)
Tx VGA Gain (SPI) [Register 12 (A3:A0 = 1100) Bit D5:D0]
PA Driver Output Current (µA) [Register 10 (A3:A0 = 1010) Bit D2:D0]
PA Output-Stage Bias (µA) [Register10 (A3:A0 = 1010) Bit D6:D3]
3.3
2.1
135
24 (011000)
125 (100)
160 (0100)
6.3
2.3
138
30 (011110)
125 (100)
160 (0100)
9.2
2.6
143
36 (100100)
125 (100)
160 (0100)
12.2
2.9
152
43 (101011)
125 (100)
160 (0100)
15.1
3.4
168
49 (110001)
125 (100)
160 (0100)
17.1
4.1
184
53 (110101)
125 (100)
160 (0100)
18.7
5.5
204
57 (111001)
125 (100)
160 (0100)
그림 2. +18.5dBm에 대해 최적화된 MAX2831 출력 전력, 소비 전류 및 EVM (A3:A0 = 1010, D6:D3 = 0100, D2:D0 = 100)
그림 3. +17dBm 및 +15dBm에 대해 레지스터 설정이 최적화된 MAX2831 출력 전력, 소비 전류 및 EVM (A3:A0 = 1010, D6:D3 = 0011, D2:D0 = 010)
그림 4. +17dBm에서 출력 스펙트럼 (적색 라인은 11g 스펙트럼 마스크 요구사항을 나타냄) (A3:A0 = 1010, D6:D3 = 0011, D2:D0 = 010)
그림 5. +15dBm에서 출력 스펙트럼 (적색 라인은 11g 스펙트럼 마스크 요구사항을 나타냄) (A3:A0 = 1010, D6:D3 = 0011, D2:D0 = 010)
그림 6. +12dBm 및 +9dBm에 대해 레지스터 설정이 최적화된 MAX2831 출력 전력, 소비 전류 및 EVM (A3:A0 = 1010, D6:D3 = 0011, D2:D0 = 001)
그림 7. MAX2831 무선 LAN 트랜시버를 위한 테스트 셋업 다이어그램
SPI는 Motorola, Inc.의 상표이다.
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