Prüfung von Consumer-HF - beam - Elektronik & Verlag

Bauelemente
Bild 4: Die Rauschzahl (obere Kurven) und der Gewinn (untere Kurven) des HXG -122+ ( links)
sowie des HXG -242+ (recht) täuschen über ihre P1dB- und IP3-Leistungswerte hinweg.
lerweise mehr als 22 dB höher
(Bild. 3).
Im Gegensatz zu Standard-
GaAs-MMIC-Verstärkern, die
zusätzlich externe Schaltungen
zur Impedanzpassung benötigen,
um ihre angegebenen Leistungspegel
zu erreichen, enthalten
die MSiP-Verstärker HXG
-122+ und HXG -242+ sorgfältig
dimensionierte, impedanzanpassende
Schaltungen, die
ihr Leistungsverhalten über ihre
Frequenzbereiche optimieren.
Mini-Circuits hat die HXG-Verstärker
mit einer ausgewogenen
Mischung von Leistungsmerkmalen
wie hoher Verstärkung,
niedrigem Rauschen sowie
hohen P1dB- als auch IP3-Werten
bis 2,4 GHz ausgestattet.
Ein anderer Faktor, der die kompakten
HXG von den meisten
RF/Mikrowellenverstärkern mit
hohem IP3 unterscheidet, ist die
Tatsache, dass sie das Kleinsignalverhalten
nicht zu Gunsten
des Großsignalverhaltens opfern.
Die HXG-Modelle sind wirklich
Verstärker mit einem weiten
Dynamikbereich, mit hochlinearem
Verhalten in Verbindung mit
niedrigen Rauschzahlen, was für
jede Applikation benötigt wird,
die einen großen nebenwellenfreien
(SFDR) Dynamikbereich
erfordert.
Die Verstärker sind gut als
sekundäre Verstärker in Empfängern
mit großem Dynamik-
bereich oder in rauscharmen
Treiberverstärkern für Sender
geeignet, wo die Rauschzahl mit
in die Berechnung des gesamten
Dynamikbereichs der Verstärkerkette
einbezogen wird.
Zusätzlich zu kommerziellen
Kommunikationsanwendungen,
macht der weite Dynamikbereich
der HXG-Verstärker sie auch für
den Einsatz in taktischen Radios
und ELINT-Empfängern geeignet,
wo die gewünschten Signale
aus einer Vielzahl von absichtlichen
und unabsichtlichen Störsender-
und Blocking-Signalen
extrahiert werden müssen..
Hohe Linearität ist wichtig, um
die Integrität komplex modulierter
Wellenformen zu erhalten,
wie sie in drahtlosen Telekommunikationsnetzen
verwendet
werden. QAM, WCDMA und
OFDM-Modulationsverfahren
können alle bewirken, dass Amp-
litudenwerte stark schwanken.
Jedes Mal wenn mehrere Träger
gleichzeitig ihre Spitzenwerte
erreichen, erreicht die Amplitude
der gemeinsamen Wellenform
einen äußerst hohen Maximalwert,
was zu einem sehr großen
Spitzen-zu-Durchschnittsleistungs-Verhältnis
(PAPR) führt.
Um diese Vorfälle zu bewältigen
ist es gängige Praxis, auf der
Systemebene die Signalstärke
der System-Verstärker zurückzunehmen,
um auf diese Weise
die Sättigung am oberen Ende
des Dynamikbereichs zu vermeiden.
Dadurch arbeiten die
Verstärker linearer vom Eingang
zum Ausgang. Obwohl dieses
Verfahren verbesserte Linearität
liefert, nutzt es die Verstärkerstromversorgungen
nicht optimal
aus. Der hohe IP3 und der
breite Dynamikbereich des HXG
-122+ und HXG -242+ machen
eine Rücknahme der Signalstärke
nicht nötig.
Um die praktischen Vorteile
der Verstärker der HXG-Serie
bei Verwendung von Signalen
mit hohem PAPR besser
zu verstehen, untersuchten die
Ingenieure von Mini-Circuits
auch das ACPR-Verhalten der
Verstärker (ACPR = adjacentchannel
power ratio). Dies ist
eine logische Erweiterung des
klassischen Zweiton-Tests für
IP3, das tatsächliche modulierte
Wellenformen als Eingangssignale
statt Sinuskurventestsignale
verwendet. Diese Wellenformen
bedecken einen bestimmten
Frequenzbereich (den „Hauptkanal“),
und ACPR ist als das
Verhältnis der Ausgangsleistung
in Nachbarkanälen definiert
(unerwünschte Signale, in
erster Linie Intermodulation und
andere Verzerrungsprodukte) zur
Ausgangsleistung im Hauptkanal
(dem gewünschten Signal).
ACPR korreliert direkt mit der
Linearität eines Versärkers z.B..
Eine Seite-an-Seite-Charakterisierung
des HXG-242+ und eines
typischen GaAs MMIC Vvrstärkers
demonstrierte volle 3 dB
Verbesserung im ACPR- Verhalten,
sogar beim Betrieb im
„backed-off“ Bereich (Bild 5).
Diese hervorragende Linearität
macht die HXG-Verstärker zu
ideale Kandidaten für Anwendungen
im Sendepfad von 3-Gund4-G-Kommunikations-Systemen,
desgleichen für UMTS,
WiMAX und LTE.
In Hochleistungsverstärkern
wird das ACPR-Verhalten oft
durch externe Linearisierungstechniken
wie Digital- oder
Bild 5: Diese Analysatorscans zeigen die Ergebnisse eines ACPR-Test mit 10 MHz breiten,
64 QAM- LTE-Signal bei 1,8 GHz für einen HXG -242+ MSiP Verstärker (rechts) und einen
„backed-off“ GaAs-MMIC-Verstärker (links).
10 hf-praxis 9/2011