SC1905：698MHz至3800MHz RF功率放大器線性化器的卓越之選

在當(dāng)今的通信領(lǐng)域，功率放大器的線性化是一個(gè)至關(guān)重要的課題。隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)功率放大器的效率、線性度等性能指標(biāo)提出了更高的要求。Maxim Integrated推出的SC1905 RF功率放大器線性化器（RFPAL），為解決這些問題提供了出色的解決方案。

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一、產(chǎn)品概述

SC1905是廣受歡迎的SC1894 RF PA線性化器的引腳兼容升級(jí)版，支持高達(dá)100MHz的信號(hào)帶寬。它是一款完全自適應(yīng)的RFin/RFout預(yù)失真線性化解決方案，針對(duì)廣泛的放大器、功率水平和通信協(xié)議進(jìn)行了優(yōu)化。該器件利用PA的輸出和輸入信號(hào)，自適應(yīng)地生成優(yōu)化的校正函數(shù)，以最小化PA自身產(chǎn)生的失真和損傷。通過在RF域進(jìn)行模擬信號(hào)處理，SC1905能夠在寬信號(hào)帶寬下工作，并且功耗極低。

二、應(yīng)用領(lǐng)域

（一）4G和5G蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施

適用于單載波/多載波、多標(biāo)準(zhǔn)的通信系統(tǒng)，如WCDMA、LTE和TD - LTE?？蓱?yīng)用于基站放大器（BTS Amplifiers）、遠(yuǎn)程射頻頭（RRH）、 booster放大器、中繼器、小基站（Small Cells）、微基站（Microcells）、微微基站（Picocells）、分布式天線系統(tǒng)（DAS）、有源天線系統(tǒng)（AAS）和多輸入多輸出（MIMO）系統(tǒng)等。

（二）廣泛的功率放大器和輸出功率范圍

支持A/AB類和Doherty類放大器，以及LDMOS、GaN、GaAs和InGaP等不同的PA工藝。

（三）其他需要PA線性化的應(yīng)用

只要是對(duì)功率放大器線性度有要求的應(yīng)用場景，SC1905都能發(fā)揮其優(yōu)勢。

三、產(chǎn)品優(yōu)勢與特性

（一）先進(jìn)的架構(gòu)與功能

采用標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝的RFin/RFout PA線性化器片上系統(tǒng)（SoC），具備完全自適應(yīng)校正功能，能夠根據(jù)PA的實(shí)際工作情況實(shí)時(shí)調(diào)整校正函數(shù)，確保最佳的線性化效果。

（二）豐富的時(shí)鐘支持

支持多種外部參考時(shí)鐘，包括10MHz、13MHz、15.36MHz、19.2MHz、20MHz、26MHz和30.72MHz，為不同的系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了靈活性。

（三）低功耗設(shè)計(jì)

功耗僅為1280mW，在保證性能的同時(shí)，有效降低了系統(tǒng)的能耗，符合綠色節(jié)能的設(shè)計(jì)理念。

（四）寬頻率與帶寬范圍

頻率范圍為698MHz至3800MHz，輸入信號(hào)帶寬為5MHz至100MHz，能夠滿足多種通信頻段和信號(hào)帶寬的需求。

（五）緊湊的封裝形式

采用9mm x 9mm QFN封裝，體積小巧，便于在PCB上進(jìn)行布局，適用于對(duì)空間要求較高的應(yīng)用場景。

（六）良好的溫度適應(yīng)性

工作外殼溫度范圍為 - 40°C至 + 105°C，能夠在較為惡劣的環(huán)境條件下穩(wěn)定工作。

（七）環(huán)保與易用性

完全符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，采用綠色材料。集成的RFin/RFout解決方案簡化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，減少了軟件開發(fā)的工作量，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度。

（八）成本與體積優(yōu)化

能夠降低系統(tǒng)功耗和運(yùn)營成本（OPEX），減少物料清單（BOM）成本、面積和總體積，如可使用更小的電源、散熱器和外殼。

四、電氣特性

（一）絕對(duì)最大額定值

• 電源電壓（A/VDD33至GND）： - 0.3V至 + 3.8V
• 電源電壓（A/VDD18至GND）： - 0.2V至 + 2.2V
• 輸入電壓（1.8V引腳）： - 0.2V至A/VDD18 + 0.2V
• 輸入電壓（3.3V引腳）： - 0.3V至A/VDD33 + 0.3V
• 存儲(chǔ)溫度范圍： - 65°C至 + 150°C
• 工作外殼溫度： - 40°C至 + 105°C

（二）典型電氣參數(shù)

五、引腳配置與說明

SC1905采用QFN - 64封裝，各引腳具有不同的功能，以下是部分重要引腳的說明：

（一）電源引腳

• DVDD18：為數(shù)字電路提供 + 1.8V直流電源電壓。
• AVDD18：為模擬電路提供 + 1.8V直流電源電壓。
• AVDD33：為模擬電路提供 + 3.3V直流電源電壓。
• DVDD33：為數(shù)字電路提供 + 3.3V直流電源電壓。

（二）RF信號(hào)引腳

• RFINP、RFINN：RF輸入信號(hào)，差分正、負(fù)輸入。
• RFOUTP、RFOUTN：RF輸出信號(hào)，差分正、負(fù)輸出。
• RFFBP、RFFBN：RF反饋信號(hào)，差分正、負(fù)輸入。

（三）控制與通信引腳

• RESETN：低電平有效復(fù)位輸入，內(nèi)部上拉至DVDD33。
• WDTENB：看門狗定時(shí)器使能，高電平有效，內(nèi)部上拉至DVDD33。
• SCLK：SPI時(shí)鐘，內(nèi)部下拉至GND。
• SSN：SPI從設(shè)備選擇，低電平有效，內(nèi)部上拉至DVDD33。
• SDI：SPI從設(shè)備數(shù)據(jù)輸入到RFPAL，內(nèi)部下拉至GND。
• SDO：SPI從設(shè)備數(shù)據(jù)輸出，三態(tài)，DVDD33邏輯。

六、詳細(xì)工作原理

（一）預(yù)失真線性化原理

在當(dāng)今的電信系統(tǒng)中，寬帶信號(hào)具有高峰均比和嚴(yán)格的頻譜再生規(guī)范，這對(duì)功率放大器的線性度提出了很高的要求。傳統(tǒng)的通過降低輸出功率來提高線性度的方法會(huì)降低效率，增加成本。而數(shù)字預(yù)失真等線性化技術(shù)雖然能提高線性度，但實(shí)現(xiàn)起來耗時(shí)且成本高。

SC1905通過在RF域進(jìn)行復(fù)雜的信號(hào)處理來解決這些問題。它利用PA的輸入和輸出信號(hào)，自適應(yīng)地生成校正函數(shù)，對(duì)PA的非線性特性進(jìn)行補(bǔ)償。這種在RF域的模擬信號(hào)處理方式，使得SC1905成為一個(gè)簡單的片上系統(tǒng)，具有寬信號(hào)帶寬、寬工作頻率范圍和極低的功耗。

（二）串行外圍接口（SPI）通信

SC1905內(nèi)部包含一個(gè)執(zhí)行固件的微處理器，系統(tǒng)軟件（主機(jī)）通過一種稱為消息協(xié)議的握手協(xié)議與固件進(jìn)行通信。主機(jī)可以通過向SC1905內(nèi)部的EEPROM中存儲(chǔ)的各種參數(shù)寫入數(shù)據(jù)，或者通過消息協(xié)議向固件發(fā)送命令來配置SC1905。所有這些通信都是通過一個(gè)4線串行外圍接口（SPI）完成的。

七、使用注意事項(xiàng)

（一）外部時(shí)鐘要求

• 外部時(shí)鐘頻率可選10MHz、13MHz、15.36MHz、19.2MHz、20MHz、26MHz和30.72MHz，選擇非20MHz的外部參考時(shí)鐘頻率時(shí)，需要通過SPI總線對(duì)SC1905進(jìn)行編程。
• 外部時(shí)鐘頻率精度為1%，頻率漂移（包括老化和溫度影響）為100ppm。
• 占空比要求為45% - 55%（方波），外部時(shí)鐘幅度為500 - 1500mVp - p（正弦或方波），在100kHz時(shí)的相位噪聲為 - 130dBc/Hz。

（二）其他注意事項(xiàng)

在使用過程中，還需要注意電源電壓的穩(wěn)定性、引腳的正確連接等。同時(shí)，對(duì)于EEPROM的使用，要注意其寫入/擦除周期的限制，在 + 25°C的頁模式下，最小EEPROM寫入/擦除周期為1M次。

八、總結(jié)

SC1905作為一款高性能的RF功率放大器線性化器，在4G和5G蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施以及其他需要PA線性化的應(yīng)用中具有廣闊的應(yīng)用前景。其先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念、豐富的功能特性和良好的性能指標(biāo)，能夠?yàn)?a target="_blank">工程師提供一個(gè)高效、可靠的解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師們需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇外部時(shí)鐘、電源等參數(shù)，充分發(fā)揮SC1905的優(yōu)勢，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最佳性能。大家在使用SC1905的過程中，有沒有遇到過什么特別的問題或者有什么獨(dú)特的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)兀繗g迎在評(píng)論區(qū)分享交流。