MAX2644和MAX2242适用于2.4GHz频率开关WLAN应用
介绍max2644和max2242在wlan应用中用于fhss无线电的pa和pa驱动器的设计权衡和测量性能。修改了偏置和rf布局及匹配，以提高2450mhz的性能。 +23dbm输出功率在-12dbm输入功率下实现。施加 185v 时，电源电流为 3ma。
有许多商用收发器针对 2.4ghz fhss（跳频扩频）应用进行了优化，例如蓝牙、homerf 和 dect（数字欧洲无绳电话）。这些ic中的大多数发射功率有限，因此仅限于在非常短的距离内传输。许多寻求将其产品与竞争对手区分开来的pc卡制造商正在增加外部pa（功率放大器）以扩展其产品的传输范围。蓝牙和homerf允许天线的最大输出功率为+20dbm（100mw），而2.4ghz dect可以传输高达+24dbm（250mw）的输出功率。这些应用的pa通常需要提供+23dbm至+27dbm的功率，以克服rf开关和双工器中预期的3db损耗，这些开关和双工器将pa和天线分开（见图1）。为了延长电池寿命，蓝牙和 dect 采用 gfsk（高斯频移键控）调制，homerf 使用两电平和四电平 fsk，允许使用饱和 pa，这比线性功率放大器更节能。
图1.一款 2.4ghz fhss wlan 收发器，用于蓝牙、homerf 和 dect。
本应用笔记演示了max2242 2.4ghz pa在csp（芯片级封装）配置（1.5mm x 2.0mm）中的性能，集成功率检测器和0.5μa电源电流关断功能（见图2）。此外，还采用了max2644，这是一种2.4ghz lna，用作pa预驱动器。max2242 pa最初用于2.4ghz ieee802.11b dsss（直接序列扩频）应用。对于dsss应用，pa提供+22.5dbm的线性输出功率，在33.3v电源下具有-3dbc acpr性能，电源电流消耗为310ma。该应用的饱和输出功率为+26.5dbm，与2.4ghz dect一样完美。max2242使用外部电阻设置器件的偏置电流，基本上允许针对特定应用定制器件的性能。pa的设计目标是+23dbm饱和输出功率，预计pa和天线之间的损耗约为3db，以在天线上提供所需的+20dbm。由于许多可用的fhss收发器ic仅提供-7dbm至-13dbm的输出功率，因此需要一个pa预驱动器来提供必要的输入功率，以驱动pa进入饱和状态。max2644具有17db的小信号增益和+1dbm的输出p4db压缩点，是理想的选择。
图2.max2242典型应用电路
对现有的max2242评估板进行了性能和电路更改。现有电路只需很少的改动即可达到所需的性能。外部偏置电阻改为91kω。并联输出电容c2从1.8pf改为2.2pf，距离器件输出稍远（评估板布局为5.5个陷波，输出上拉电感为230mil）。级间rf旁路电容c8移入（在c7和c8的焊盘之间，从焊盘a70移出2mils），c10移出（从焊盘a135移出4mils）。移动这些电容有助于改善级间增益，为了提高线性操作下器件的acpr性能，该增益已被取消。元件位置参见图3，电路板布局帮助请参考max2242评估板数据资料。
图3.max2242 +23dbm元件贴装导轨
max2242调谐为+23dbm饱和输出功率，电源电流消耗为175ma （37%功率附加效率，或pae），室温下为3.0v电源电压（t一个= +25°c）。测量输出功率、电源电流、增益和pae与输入功率、电源电压和频率的关系（见图4至图7）。pa的一个有趣特性是，当rf功率被移除时，电源电流消耗降至29ma，而竞争pa的偏置电流仍然超过150ma（见图8）。还评估了pa的谐波含量，最坏情况下的杂散比载波低35db。
图4.max2242 pa的输出功率和电源电流与输入功率的关系
图5.max2242 pa的增益与输入功率的关系
图6.max2242 pa的功率附加效率（pae）与输入功率的关系
图7.max2242 pa的输出功率与频率的关系
图8.max2242 pa的电源电流，不施加rf电源。
max2644 2.4ghz lna因其+4dbm输出p1db压缩点、17db小信号增益、8ma低电流消耗和集成输出匹配网络而被选为pa前置驱动器。max2644评估板无需修改，现成使用。对于本应用，测量max2644的输出功率和电源电流与输入电源和电源电压的关系（参见图9和图10）。当输入功率为-13dbm至-7dbm时，max2644采用3v电源提供6dbm至2dbm的输出功率，频率为45.3ghz。
图9.max2644 pa的前置驱动器输出功率与输入功率的关系
图 10.max2644的电源电流与输入功率的关系
然后根据发送器ic的输出功率范围测量max2644和max2242的级联性能。该系列为-23dbm至-12dbm的输入功率提供+5dbm的输出，在-22dbm时降至+9.13dbm，这是最坏情况下的预期输入功率（见图11）。采用185v电源时，电源电流消耗约为3ma（见图12）。输出功率与频率的关系在23.3ghz时的+2.40dbm至22.8ghz时的+2.48dbm之间保持相当恒定（见图13）。
图 11.max2644和max2242级联性能。
图 12.max2644和max2242总电源电流与输入功率的关系
图 13.max2644和max2242的输出功率与频率的关系。
测得的性能表明，max2644和max2242是任何需要最小电路板空间的低成本、低电流fhss无线电设计的pa和pa驱动器级的绝佳选择。选择max2644作为接收路径lna，增益为17db，2.0ghz时噪声系数为2.45db，并集成输出匹配，可进一步降低成本并改善系统的动态范围。
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