基于QFN封装的X波段GaAs T/R套片设计

基于陶瓷方形扁平无引脚(QFN)封装研制出4款X波段GaAs微波单片集成电路(MMIC),包括GaAs幅相控制多功能芯片(MFC)、功率放大器、低噪声放大器、开关限幅多功能芯片.利用QFN技术将这套芯片封装在一起,组成2 GHz带宽的QFN封装收/发(T/R)组件,输出功率大于1W,封装尺寸为9 mm×9 mm×1 mm.通过提高GaAsMMIC的集成度、放大器单边加电、内部端口匹配,创新性地实现了微波T/R组件的小型化.这几款芯片中最复杂的X波段幅相控制多功能芯片集成了T/R开关、六位数字移相器、五位数字衰减器、增益放大器及串转并驱动器.在工作频段内,收发状态下,增益大于5 dB,1 dB压缩输出功率(P-1)大于7 dBm,移相均方根(RMS)误差小于2.5.,衰减均方根误差小于0.3 dB,回波损耗小于-12 dB,裸片尺寸为4.5 mm×3.0 mm×0.07 mm.     

GaN MMIC六位数字衰减器的设计

基于GaN HEMT工艺成功研制出一款宽带六位数字衰减器,衰减范围为0～31.5 dB.通过研究GaN HEMT开关器件模型及电阻式衰减网络,选取合适的衰减器拓扑,减小了衰减器的插入损耗,提高了衰减精度,缩小了芯片尺寸.测试结果表明,在2～ 18 GHz频带内,该衰减器的插入损耗小于4.8 dB,64态衰减精度均方根误差小于0.6 dB,输入回波损耗小于-13 dB,输出回波损耗小于-12.5 dB,附加相移为-14°～4°.在10 GHz下,其1 dB压缩点输入功率达到34.5 dBm.裸片尺寸为2.30 mm× 1.10 mm.     

一种低电压CMOS折叠-共源共栅跨导运算放大器的设计

设计了一种全差分折叠-共源共栅跨导运算放大器,并将其应用于80 MHz开关电容带通Δ-Σ A/D转换器中.该跨导运算放大器采用0.35 μm CMOS N阱工艺实现,工作于2.5 V电源电压.模拟结果表明,该电路的动态范围为80 dB、直流增益63.4 dB、单位增益带宽424 MHz;在最大输出摆幅、建立精度为0.1%时,建立时间为7.5 ns,而功耗仅为7.5 mW.     

南京电子器件研究所研制成功微波单片组装模块

<正>南京电子器件研究所在研制成功MMIC的基础上,用多芯片微波组装技术,研制成功了四种接收机前端。 (1)C波段前端 由单片低噪声放大器、单片混频器及单片前置中频放大器组成。整个前端封装于20mm×25mm×5mm的管壳中构成小型模块。信号频率为C波段,中频为40～1000MHz,本振功率5mW,总增益大于30dB,噪声系数典型值3dB,最优值2.5dB。 (2)脉冲接收机前端 包括单片开关、单片低噪声放大器、单片混频器三部分,组装于20mm×25mm×5mm管壳中,重量为6克。工作频率为C波段,开关隔离度大于40dB,噪声系数小于8dB。 (3)前置放大器模块 该模块组装于9mm×l8mm×4mm微带管壳内,也工作于C波段,含有AGC功放,AGC范围0～18dB,输出功率P_(-1dB)分别为35,150,580mW三种,用户可根据需要组合成功率放大链。 (4)脉冲前置放大器模块 模块尺寸与(3)同,C波段性能为P_(-1dB)150,580mW。     

2～20GHz宽带单片集成双向放大器北大核心CSCD

基于分布式放大器理论,设计了一款基于GaAs赝配高电子迁移率晶体管（PHEMT）工艺的2~20GHz宽带单片集成双向放大器。该款放大器将两个独立放大器与开关控制电路集成,通过开关控制放大器的正反向导通,实现双向放大器接收和发射状态的切换。其中放大器采用的是宽带分布式低噪声放大器,开关控制电路的控制电平为0V和-5V。测试结果表明,该款放大器在＋5V工作电压下,工作电流为60mA,在2~20GHz的宽带频率内实现小信号增益大于14dB,1dB压缩点输出功率大于11dBm,噪声系数小于5.5dB。双向放大器的芯片尺寸为3.1mm×2.1mm。     

X波段单片集成低噪声接收子系统

报道一种新型 X波段 0 .2 5 μm PHEMT全单片集成低噪声子系统。该子系统由开关衰减电路、采样检波电路和低噪声放大器三部分组成。开关插入损耗仅 0 .5 d B,放大器噪声系数小于 1 .5 d B。当开关控制电压为-2 V,输入电平 <-7d Bm时 ,此系统相当于一个低噪声放大器。在 8.5～ 1 0 .5 GHz频率内 ,整个系统增益大于2 4d B,噪声系数小于 2 .0 d B,输入输出 VSWR<1 .5 ;但当输入电平 >-7d Bm时 ,采样检波电路开始工作 ,打开主放大器前的开关衰减器 ,限制输入功率进入 LNA。输入功率越大 ,反射越大。在开关控制电压为 +2 V时 ,无论输入功率多大 ,开关关闭通道     

高精度可变增益放大器的研究与设计

为了实现可变增益放大器高精度及大动态范围的优势,基于GaAs 0.25μm pHEMT工艺,设计了一款工作在0.1～4.0 GHz并行控制的可变增益放大器。放大器由数控衰减器和射频放大器组成。数控衰减单元采用桥T型结构和电平转换电路来实现;正压控制衰减电路简化了电路结构,提高电路可靠性;改进型并联电容补偿衰减结构改善大衰减态高频衰减精度;射频放大器电路采用并联电阻负反馈的共源共栅（Cascode）结构,实现了高增益平坦度和大动态范围。测试结果显示,在工作频带内,可变增益放大器的增益可达20 dB以上、平坦度在1.5 dB以内,可变增益范围为0～31.5 dB、衰减步进0.5 dB,输出三阶交调点最高可达39 dBm,端口回波损耗均小于-15 dB。     

0．18um CMOS可编程增益放大器

介绍了一种基于0．18umCMOS工艺，应用于5GHz无线局域网（WLAN）的可编程增益放大器（PGA）。该PGA采用分级可选放大器的系统结构，核心电路由交叉耦合的共源共栅放大器和电流反馈放大器组成。为消除工艺角偏差对增益精度的影响，设计中加入了增益微调的机制。后仿真结果表明：POA电压增益可在0dB到41dB之间以1dB步长变化，双端输出的电压摆幅为1Vpp，并具有大于10MHz的-3dB带宽和小于21．1mW的静态功耗。     

Ku波段SiGe幅相多功能芯片设计

幅相多功能芯片是相控阵雷达的关键部件。为了降低前端收发组件的尺寸和成本,本文采用0.13μm SiGe BiCMOS工艺设计了一款Ku波段幅相多功能芯片,单片集成了接收通道和发射通道,芯片面积2.5 mm×4.5mm。研制的多功能芯片的接收通道含前端低噪声放大器、六位数控衰减器、驱动放大器、单刀双掷开关、六位数控移相器;发射通道含六位数控移相器、单刀双掷开关、驱动放大器、中功率放大器。此外,为了进一步提高芯片的集成度,采用片上集成的电源管理单元和数字逻辑单元实现电源电压变换、衰减器和移相器的逻辑控制以及收发通道切换等功能。实测结果表明:在f1~f2(1GHz带宽)频带内,实现了发射增益17dB,发射功率(Psat)21.7dBm;接收增益-3dB,接收输入功率(P-1)-8.5dBm,接收噪声系数6.5dB;5.625°移相步进,移相精度(RMS)4.5°;0.5dB衰减步进,衰减精度(0.3dB+7%AS)。     

Ku波段GaN T/R一体多功能MMIC的研制

<正>首次研制了国内第一块Ku波段GaN T/R一体多功能全单片芯片,该芯片集成了T/R的接收通道和发射通道。接收通道含功率输出开关、前级低噪声放大器、5位数字衰减器、后级低噪声放大器、小信号开关和5位数字移相器;发射通道含5位数字移相器、小信号开关、驱动放大器、功率放大器和功率开关,如图1所示。在16~17 GHz工作频率内测得接收通道增益≥20±0.5 dB,噪声系数≤3.5 dB;发射通道增益约44 dB,饱和功率41 dBm(脉冲宽度100μs,10%占空比),功率附加效率约30%。在芯     

超宽带延时幅相控制多功能芯片的设计

针对航空航天和卫星通信等设备的需求,介绍了一款超宽带延时幅相控制多功能芯片。该芯片集成了数字和微波电路,有T/R 开关、5 位数控延时器(10 ps 步进TTD)、5位数控衰减器(1 dB 步进ATT)、2 个行波放大器、均衡器及数字电路。基于GaAs E/D PHEMT 工艺研制出了芯片实物,芯片尺寸为4.5 mm*5.0 mm*0.07 mm。采用微波在片测试系统对该幅相控制多功能芯片进行了实际测试,在3 ~ 17 GHz 频段内实现了10~310 ps 延时范围,1~31 dB 衰减范围。测试结果显示,发射/接收增益大于2 dB,发射1 dB 压缩输出功率P1 dB_Tx大于12 dBm,接收1 dB 压缩输出功率P1 dB_Rx大于10 dBm,全态输入输出驻波均小于1.7,+5 V 下工作电流130 mA,-5 V 下工作电流12 mA。衰减器全态RMS 精度小于1.4 dB,全态附加调相小于±8°。延时器全态RMS 精度小于3 ps,全态附加调幅小于±1 dB。     

频率响应指标调整的一个例子

GZ - 10 - 1型 10kW串馈机调试过程中 ,测原机频率响应指标如下 :5 0Hz 2 0 0Hz 4 0 0Hz 6 0 0Hz 80 0Hz 1kHz 3kHz 5kHz 7kHz 8kHz- 4 - 3 9- 3 7- 0 3- 0 30dB 1 5 1 7 0 2 - 0 9　　从测试结果看 ,低音频 4 0 0Hz以下下跌严重 ,而高频在 3～ 5kHz有一峰点。因此在音频加工器的输入固定衰减网络中加了一节谐振式高音切削网络 ,由L1、C1、W1组成 ,线路见图 1。　　通过选择L1=10MH和C1=0 14 8μf,让它的谐振频率F =4kHz ,主要对 3～ 5kHz的高音起衰减作用。用上衰减网络后 ,将W1电位器阻值调至最大 ,重测频响如下 :5 0H…     

0.18μm CMOS可编程增益放大器

介绍了一种基于0.18μm CMOS工艺,应用于5 GHz无线局域网(WLAN)的可编程增益放大器(PGA)。该PGA采用分级可选放大器的系统结构,核心电路由交叉耦合的共源共栅放大器和电流反馈放大器组成。为消除工艺角偏差对增益精度的影响,设计中加入了增益微调的机制。后仿真结果表明:PGA电压增益可在0 dB到41 dB之间以1 dB步长变化,双端输出的电压摆幅为1 Vp-p,并具有大于10 MHz的-3 dB带宽和小于21.1 mW的静态功耗。     

简单、实用的好声之道 一套由KEF C7、C1和C6LCR组成的家庭影院音箱系统

<正>基本规格C7 2分频3单元低频反射式设计·使用1只直径19mm铝合金振膜高音单元、2只直径165mm中低音单元·分频点: 2.5kHz·灵敏度:91dB/2.83V/1m·最大输出声压:113dB·额定阻抗:8Ω·推荐放大器输出功率:15W～200W·防磁·频响范围:36Hz～41kHz·外形尺寸:高965mm×宽203mm×深286mm·重量:13.4kg·参考价格.6450元/对C1 2分频2单元低频反射式设计·使用1只直径19mm铝合金振膜高音单元、1只直径100mm中低音单元·分频点: 2.5kHz·灵敏度:87dB/2.83V/1m·最大输出声压:106dB·额定阻抗:8Ω·推荐放大器输出功率:10W～100W·防磁·频响范围:65Hz～40kHz·外形尺寸:高260mm×宽150mm×深221mm·重量:3.2kg·参考价格:1980元/对C6LCR 2分频3单元密闭式设计·使用1只直径19mm铝合金振膜高音单元、2只直径130mm中低音单元·分频点:2. 5kHz·灵敏度:90dB/2.83V/1m·最大输出声压,111dB·额定阻抗:8Ω·推荐放大器输出功率:10W～150W·防磁·频响范围:65Hz～40kHz·外形尺寸:高177mm×宽430mm×深211mm·重量:6.2kg·参考价格:1750元/只     

基于GaAs PHEMT的5～12 GHz收发一体多功能芯片

基于GaAs赝高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺,研制了一种5～ 12 GHz的收发一体多功能芯片(T/R MFC),其具有噪声低、增益高和中等功率等特点.电路由低噪声放大器和多个单刀双掷(SPDT)开关构成.为了获得较低的噪声系数和较大的增益,低噪声放大器采用自偏置三级级联拓扑结构;为了获得较高的隔离度和较低的插入损耗,SPDT开关采用串并联结构.测试结果表明,在5～ 12 GHz频段内,收发一体多功能芯片的小信号增益大于26 dB,噪声系数小于4 dB,输入/输出电压驻波比小于2.0,1 dB压缩点输出功率大于15 dBm.其中,放大器为单电源5V供电,静态电流小于120 mA;开关控制电压为-5 V/0 V.芯片尺寸为2.65 mm×2.0 mm.     

一种DC～10GHz的低附加相移高衰减精度的开关型衰减器

本文设计了一种DC～10GHz的带有低附加相移以及高衰减精度的6位开关型衰减器。分析了三种传统的开关型的T型、简化T型以及∏型衰减器的拓扑结构^[1],通过在∏型衰减器的结构中采用电感和电容补偿技术,实现在超宽带范围内的低附加相移^[2]。该基于55-nm CMOS工艺的6位衰减器,芯片核心版图面积为0.05mm²,仿真结果表明,该衰减器在DC～10GHz频段范围内的插入损耗为3dB～4.3dB,64态的回波损耗均小于10.6dB,衰减误差的均方根值小于0.18dB,64态的衰减附加相移小于2.5度,衰减器在5GHz时处于参考态下的1dB压缩点对应的输入功率为7.7dBm。     

音响电平匹配器

在连接音响设备时,有时需用电平匹配器来使一台音响设备的输出电平与另一台音响设备的输入电平取得匹配。本电路由无源可变衰减器与0～20dB可变增益放大器组成,可将输入信号的电平减小0、1/4、1/2或3/4倍。必要时,改变元件数值即可得到其它不同的衰减量。     

一种低相移衰减器

分析设计了一种低相移PIN二极管衰减器,其平均衰减相移量为0.25°/dB,工作频带为2.5～5.3GHz,在0dB和12dB衰减时,频带内各频率的相移量都在0.5°范围内,衰减0～10dB时的输入匹配性能优于10dB。     

GaAs单片集成宽带衰减器

介绍GaAs单片集成衰减器的研究与制作。所研制的衰减器在DC—10GHz的频率范围内，插入损耗小于1．5dB，衰减量大于15dB，驻波小于2．0：1；其中在DC—6GHz的频率范围内，衰减量大于25dB．驻波小于1．5：1，衰减波纹小于0．5dB。     

高精度大动态范围音频数字增益控制器设计

设计了一种用于音频领域的高精度大动态范围对数型数字增益控制器,实现了在音频范围内的电压到电压对数型衰减控制,衰减范围为0~-94.5 dB,单位衰减量为-1.5 dB。增益控制字为8位信号DIN[7∶0],内部使用18位R-2R结构DAC实现精确衰减控制,使用对数译码逻辑减少输入控制字位数。设计了具有低噪声特性的轨到轨运算放大器,等效输入噪声仅为10.7 nV/Hz@1 kHz。仿真结果表明,设计的对数型数字增益控制器具有工作电压低、动态范围大、衰减精度高、等效输入噪声低等优点。