藍(lán)牙功率放大器SE2425U及其應(yīng)用
劉軍 趙旭
武警工程學(xué)院通信工程系
摘要: 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。.....
Abstract:
Key words :
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+19.5dBm。在任一種模式下,,SE2425U也都能提供業(yè)界領(lǐng)先的+20 dBm天線,,確保較長距離傳輸以維持穩(wěn)定可靠。SE2425U的傳輸距離為100m,,實(shí)現(xiàn)帶寬高達(dá)3Mbit/s的藍(lán)牙無線連接,。SE2425U應(yīng)用于藍(lán)牙手機(jī)、PDA,、無線耳機(jī),、筆記本電腦和無繩電話。優(yōu)化EDR性能,,并能在更長距離上支持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,。電流消耗量僅為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,。
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,。電流消耗量僅為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),。
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關(guān)及濾波器供應(yīng)商合作,并且應(yīng)對與不同應(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29mA,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5dB的裕量來應(yīng)對后置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=2.45GHz的檢測條件下,,SE2425U在低模式下的特性曲線如圖3所示。
SE2425U是專門針對藍(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29mA,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5dB的裕量來應(yīng)對后置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=2.45GHz的檢測條件下,,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=2.45GHz的檢測條件下,,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,。該簡單的數(shù)字偏置解決方案可保證提供第2類功率級的低功耗,,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)額外的開關(guān),,在需要實(shí)施第2類工作時(shí),,傳輸器完全繞過功率放大器。圖5b則給出如何利用SE2425U實(shí)現(xiàn)這種解決方案,,而不需旁路開關(guān)組件,。在第2類輸出功率級,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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