Hochfrequenz-ICs
HF im Kleinstformat
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Chips für Mobilfunk- und TV-Anwendungen
Avago Technologies (www.avago.com) kündigte unlängst zwei neue HF-Verstärker-Bausteine an, und zwar die 0,5-W-Gain-Blocks MGA-31589 und MGA-31689 (Bild 3). Der Typ MGA-31589 ist für Mobilfunk- und WiMAX-Basisstationen sowie andere drahtlose Systeme zwischen 450 und 1500 MHz vorgesehen, während der MGA-31689 für Anwendungen zwischen 1500 und 3000 MHz prädestiniert ist. Die neuen Verstärker ergänzen die 0,25-W-Typen MGA-31189 und MGA-31289 sowie die 0,10-W-Modelle MGA-31389 und MGA-31489 für Anwendungen von 50 bis 3000 MHz. Lieferbar sind sie im Industriestandardgehäuse SOT-89. Durch gleiches Design-Layout von Baustein-Grundfläche und Leiterplatte kann ein Hersteller mit einem Platinen-Layout mehrere Frequenzbänder und damit unterschiedliche geografische Märkte mit verschiedenen Ausgangsleistungen bedienen. Die Gain Blocks können auch für auf dem Markt vorhandene Lösungen als Pin-to-Pin- bzw. als Drop-in-Ersatz verwendet werden, da sie bessere Linearität und Leistungsverhalten bieten.
Der Umstieg auf schnellere, daten-orientierte 3G-LTE-Mobilfunknetze mit noch kürze-ren Reaktions-zeiten ist in vollem Gange. OEMs sind daher immer dringender auf der Suche nach Signalprozessoren mit höheren Durchsatzraten, um die immer komplexeren Anforderungen der Basisstationen in puncto Rechenleistung erfüllen zu können. Freescale (www.freescale.com) hat deshalb die neuen Bausteine MSC8157 und MSC8158 als nächste Generation des weit verbreiteten Signalprozessors MSC8156 entwickelt. Der Typ MSC8157 deckt ein breites Spektrum von herkömmlichen Mobilfunkstandards ab, während der MSC8158 für HSPA und HSPA+ optimiert wurde, um WCDMA-Netze noch effizienter und leistungsfähiger zu machen.
Mit einer nochmals verbesserten Version des MAPLE-B-Basisband-Beschleunigers können diese neuen DSPs allen mittlerweile in diesem Anwendungsbereich geforderten Kriterien gerecht werden. In den Typen MSC8157 (Bild 4) und MSC1858 werden beispielsweise mathematisch und basisbandtechnisch intensive Aufgaben wie das MIMO-Processing auf den neuen MAPLE-B2-Block ausgelagert, die sechs Kerne des Prozessors können so andere Aufgaben erledigen. Der Beschleuniger kann letztlich sehr hohe Durchsatzraten auf dem Chip erbringen; vor allem in Bezug auf die Latenzzeiten ist dies ein deutlicher Schritt nach vorne, so dass auch die anspruchsvollsten Anforderungen von 3G-LTE- und LTE-Advanced-, WiMAX-802.16e- bzw. 802.16m- und HSPA/HSPA+-Basisstationen erfüllt werden.
Ein weiterer interessanter Baustein: NXP Semiconductors (www.nxp.com) kündigte mit dem TDA18273 einen speziellen Tuner an, der sich durch eine hohe Immunität gegen Störungen durch WLANs und Mobiltelefone auszeichnen soll. Dies ist besonders wichtig, da heute immer mehr Fernsehgeräte mit WLAN-basierter IP-TV- oder Google-TV-Funktion ausgestattet werden. Der Baustein beherrscht alle weltweit üblichen analogen und digitalen Fernsehnormen und ist für den Empfang von terrestrisch oder per Kabel verbreiteten Fernsehprogrammen im Bereich von 42 bis 870 MHz geeignet. Mit einer sehr niedrigen Rauschzahl von 4 dB soll der Tuner deshalb, wie der Hersteller anmerkt, eine deutliche Performance-Steigerung gegenüber traditionellen Can-Tunern erzielen. Er ermöglicht Systemdesignern letztlich durch seinen hohen Integrationsgrad und das quadratische HVQFN-40-Gehäuse mit 6 mm Kantenlänge die Verringerung der Tuner-Abmessungen, wovon wiederum die Formgestaltung von Fernsehgeräten profitieren kann. Vorbereitet ist der Baustein auch für künftige Fernsehnormen wie DVB-T2 und DVB-C2.
Eine weitere Neuheit aus dem Kommunikations-Chip-Bereich: Qualcomm (www.qualcomm.com) liefert die integrierte Mobilfunk-HF-Elektronik für das neue „Google Chrome OS“-Testprogramm: Alle Google-Testgeräte beinhalten die HF-Module der Gobi-2000-Serie (Bild 5), so dass Anwender mobil im Internet surfen können. Gobi ist die Qualcomm-HF-Breitband-Modem-Familie, die tragbaren Geräten wie etwa Laptops per 3G-Mobilfunknetz den weltweiten Internetzugang ermöglicht. Als erstes integriertes 3G-Modem unterstützt es übrigens die Mobilfunkstandard EVDO und HSPA gleichermaßen. Die dafür nötige Firmware ist direkt auf dem Chipset integriert und lässt sich für die unterschiedlichen Netze konfigurieren.
HF-Messtechnik mit neuen Chips
Etwas Interessantes aus der HF-Messtechnik mit neuem Chip-Designs: ein Mini-Baustein, der HF-Signale bis 4 GHz genau analysiert. Er stammt von Analog Devices (www.analog. com) und hat einen hochintegrier-ten HF-Detektor für den Einsatz in Wireless-Monitoring- und anderen HF-messtechnischen Anwendungen.
Der Baustein nennt sich ADL5511, er arbeitet im Frequenzbereich von 1 MHz bis 4 GHz und extrahiert aus dem HF-Signal einen analogen Spannungswert, der die Hüllkurven-Spannung repräsentiert. Dieser kann beispielsweise zur Linearisierung und Leistungs-Optimierung von HF- oder PA-Stufen verwendet werden. Gleichzeitig steht ein Effektivwert-Spannungssignal zur Verfügung, das z.B. für Leistungsmessungen nutzbar ist (Bild 6). Im Datenblatt ist ein max. Fehler von 0,25 dB bei der Erfassung von Effektiv- und Hüllkurven-Werten über die Temperatur (-40 bis +125 C) angegeben, dazu ein Dynamikbereich von 40 dB mit einem Fehler von 1 dB. Im 0,82 mm × 1,22 mm kleinen microSMD-Gehäuse mit sechs Kontakthöckern steckt ein weiteres neues messtechnisches HF-Bauelement: der lineare RMS-Hochfrequenz-Leistungsdetektor LMH2120 von National Semiconductor (www.national.com).
Mit einem Dynamikbereich bis zu 40 dB misst er die HF-Ausgangsleistung eines Leistungsverstärkers. Der Baustein unterstützt Frequenzen von 50 MHz bis 6 GHz und einen HF-Leistungsbereich von -35 bis +5 dBm. Er weist eine hohe Stabilität bei Temperaturen von -40 bis +85 C auf. Dank einer Temperaturabweichung von nur 0,5 % über einen Dynamikbereich von 40 dB bei 1900 MHz müssen in diesem Frequenzband nur minimale Schutzbereiche vorgesehen werden.
Der Baustein liefert modulations-unabhängige Messwerte von unter 0,3 dB Auflösung und benötigt nur eine einzige Versorgungsspannung, die zwischen 2,7 und 5 V betragen kann. Seine Ausgangsspannung (Bild 7) ist proportional zur HF-Eingangsleistung (in dBm). Die reguläre Stromaufnahme des LMH2120 von 2,9 mA reduziert sich im Shutdown-Modus auf 3,8 μA. Über einen Shutdown-Pin lässt sich die Leistungsaufnahme zwischen den Messungen absenken, um die Akkulaufzeit des Mobiltelefons zu verlängern.
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