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藍(lán)牙功率放大器SE2425U及其應(yīng)用

時(shí)間：2009-01-16 11:23:38

關(guān)鍵字：藍(lán)牙功率放大器 SE 輸出功率

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[導(dǎo)讀]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(lán)牙解決方案的總體尺寸。該簡(jiǎn)單的數(shù)字偏置解決方案可保證提供第2類功率級(jí)的低功耗，同時(shí)在高輸出功率下仍然維持高效增強(qiáng)速率工作。圖5a為傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案中利用一個(gè)較舊的基本速率功率放大器同時(shí)實(shí)現(xiàn)第1類和第2類工作時(shí)所采用的舊式結(jié)構(gòu)。這種解決方案需要一個(gè)額外的開(kāi)關(guān)，在需要實(shí)施第2類工作時(shí)，傳輸器完全繞過(guò)功率放大器。圖5b則給出如何利用SE2425U實(shí)現(xiàn)這種解決方案，而不需旁路開(kāi)關(guān)組件。在第2類輸出功率級(jí)，SE2425U將在靜態(tài)范圍內(nèi)工作，此時(shí)該器件仍然提供增益，讓藍(lán)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。

1概述

SE2425U功率放大器是專為標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙和增強(qiáng)型數(shù)據(jù)速率應(yīng)用而優(yōu)化設(shè)計(jì)的微型功率放大器。在標(biāo)準(zhǔn)速率GFSK模式下SE2425U的輸出功率為+25dBm；在增強(qiáng)型速率8DPSK模式下則為+19.5 dBm。在任一種模式下，SE2425U也都能提供業(yè)界領(lǐng)先的+20 dBm天線，確保較長(zhǎng)距離傳輸以維持穩(wěn)定可靠。SE2425U的傳輸距離為100 m，實(shí)現(xiàn)帶寬高達(dá)3Mbit／s的藍(lán)牙無(wú)線連接。SE2425U應(yīng)用于藍(lán)牙手機(jī)、PDA、無(wú)線耳機(jī)、筆記本電腦和無(wú)繩電話。優(yōu)化EDR性能，并能在更長(zhǎng)距離上支持EDR。

SE2425U基于高效的硅鍺結(jié)構(gòu)，確保在3.3 V單電源，輸出功率為+20 dBm時(shí)，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(dòng)設(shè)備中，首次實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shè)計(jì)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(jí)。電流消耗量?jī)H為29 mA。

2主要技術(shù)指標(biāo)

2.1 SE2425U相關(guān)參數(shù)

SE2425U相關(guān)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(nèi)部結(jié)構(gòu)

SE2425U采用小型16引腳QFN封裝(尺寸僅為3 min×3 mm×0.5 mm)，引腳排列如圖1所示。

SE2425U是首款全集成功率放大器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。SE2425U還包含了一個(gè)集成式CMOS啟動(dòng)接口，并結(jié)合輸入匹配、電源去耦合、級(jí)間匹配和一個(gè)"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(kāi)關(guān)及濾波器供應(yīng)商合作，并且應(yīng)對(duì)與不同應(yīng)用相關(guān)的布線限制。

4特性曲線

SE2425U是專門針對(duì)藍(lán)牙EDR和基本速率二者設(shè)計(jì)的功率放大器。SE2425U具有一個(gè)數(shù)字模式開(kāi)關(guān)，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(kāi)關(guān)以CMOS工藝制成，故可以根據(jù)封裝在數(shù)據(jù)包上動(dòng)態(tài)切換模式；或者可以由設(shè)計(jì)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(duì)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29 mA，EDR輸出功率為25 dBm。在兩種模式下，基本藍(lán)牙輸出功率都維持在25 dBm左右，留有5 dB的裕量來(lái)應(yīng)對(duì)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=2.45 GHz的檢測(cè)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=2.45 GHz的檢測(cè)條件下，SE2425U在高模式下的特性曲線如圖4所示。

5便攜式產(chǎn)品應(yīng)用設(shè)計(jì)

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(lán)牙解決方案的總體尺寸。該簡(jiǎn)單的數(shù)字偏置解決方案可保證提供第2類功率級(jí)的低功耗，同時(shí)在高輸出功率下仍然維持高效增強(qiáng)速率工作。圖5a為傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案中利用一個(gè)較舊的基本速率功率放大器同時(shí)實(shí)現(xiàn)第1類和第2類工作時(shí)所采用的舊式結(jié)構(gòu)。這種解決方案需要一個(gè)額外的開(kāi)關(guān)，在需要實(shí)施第2類工作時(shí)，傳輸器完全繞過(guò)功率放大器。圖5b則給出如何利用SE2425U實(shí)現(xiàn)這種解決方案，而不需旁路開(kāi)關(guān)組件。在第2類輸出功率級(jí)，SE2425U將在靜態(tài)范圍內(nèi)工作，此時(shí)該器件仍然提供增益，讓藍(lán)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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