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如何选择优秀的电源解决方案来改进RF相位噪声性能的信号链
(2025年4月4日更新)

如今的射频 (RF

由于相位略有偏移,信号中有多个频率重量。因此,信号在中心频率周围扩散。

扫描输入信号 100 MHz、200 MHz、500 MHz,以及 1 GHz 至 10 GHz 的频率。选择 10 Hz 至 30 MHz 相位噪声分析了频率偏移。测试设置。输入RF 信号由 Rohde & Schwarz FSWP50 从内部生成相位噪声分析仪。该振荡器具有优异的性能,因为它能清楚地显示电源引起的附加相位噪声或调节杂散。

图4 本实验试验设置的简化框图

使用两个 AD 放大器产品表示 RF 信号链中的一个模块。

表2 所用RF放大器的数据手册规格

5 结果

这种关系表明,输入频率每增加一倍,相位噪声大约增加 6 dB。可见频率增加 4× 时,在 10 Hz 至100 Hz 在频率偏移下,相位噪声增加 12 dB。

图7 由试验台和LTM8063供电的HMC8411在两个不同的输入频率下的相位噪声响应

图 7 显示在由 LTM8063 由试验台供电时,HMC8411在100 MHz和10 GHz时AD官方代理相位噪声响应。测试台电源相位噪声响应是判断某些电源解决方案性能的基准。与测试台电源相比,LTM8063 它在各种频率下都具有优异的性能,宽带底部的噪声只会增加大约 2 dB。

图8 在使用各种电源解决方案时,HMC相位噪声响应8411。fc = 5 GHz

一般采用大电流模块(例如 LTM4626)作为配电网络按各电路模块要求降压的主电源。从图 8 中,可见 LTM8063 与级联 LT3045 超低噪声 LDO 稳压器的 LTM4626 相位噪声性能相似。如果LTM8063 电压和电流输出可满足设计要求,电源解决方案可节省大量成本和电路板空间。

从图 9(a) 可见,开关电源在不同频段下,能表现出明显的不同行为。对于 5 kHz 以下的功率 LNA相位噪声,LTM8063 和 LTM4626 对它的影响可以忽略不计,这两者是相似的,但在 5 kHz 以上两者的表现差别很大。LTM4626 设计和优化高端数字产品。这些器件通常需要高效率和快速的瞬态响应,因此它们的电源可能具有极低的无源阻抗、快速开关边缘率、高控制环路增益和带宽等特性。这些特性会在输出电压中产生几毫伏的干扰。尽管这些干扰在数字系统中并不重要,但它们会降低信号链产品的性能。尽管如此,使用LTM4626,SFDR 为 102.7 dB 输出频谱中没有明显的杂散,。但是,LTM8063 针对低噪声(EMI 在信号链应用中,设计并优化其性能。低频稳定性好,输出扰动小,开关基波及其谐波噪声小。

图9 (a)由不同的开关稳压器供电HMC8411在5 GHz相位噪声响应

(b)由LTM4626供电的HMC8411频谱中没有杂散

6 结论

在分析信号链时,必须考虑所有的噪声源,这是非常重要的。DC 噪声源经常被忽视,这可能会影响和严重降低信号链的性能。实验结果表明,选择正确的电源模块至关重要,在 10 kHz 偏移可以提高多达相位噪声 10 dB。在这个应用中,LTM8063 给出最好的结果。虽然级联 LT3045 的LTM4626 它可以提供相同的相位噪声性能,但应该明白,为优化选择正确的电源解决方案 RF 信号链很重要。

(注:本文自转载《AD/AD2022年7月,代理商

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