Analog Devices Inc. EVAL-CN0551-EBZ Evaluierungsboard

Das Analog Devices Inc. EVAL-CN0551-EBZ Evaluierungsboard bietet ein Referenzdesign für eine USB-betriebene HF-Leistungsverstärkerschaltung für das ISM-Band von 433,92 MHz. ISM-Funkbänder sind Teile des Funkspektrums, das international für industrielle, wissenschaftliche und medizinische (ISM) Zwecke reserviert ist. Das EVAL-CN0551-EBZ verfügt über eine kleine Baugröße mit Abmessungen von 25,40 mm × 60,25 mm x 1,57 mm (nur PCB). Das Evaluierungsboard verwendet für eine einfache Integration in HF-Systeme standardmäßige 50-Ω-SMA-Koaxialsteckverbinder für seinen HF-Signalpfad.

Das EVAL-CN0551-EBZ verwendet zwei Verstärkerstufen in seinem HF-Signalpfad. Die erste Stufe besteht aus einem AD8353 HF-Gain-Block-Verstärker, der eine feste Gain von 19,6 dB (typisch) im ISM-Band von 433,92 MHz bietet. Der AD8353 arbeitet im Frequenzbereich von 1,0 MHz bis 2,7 GHz und weist über diesen gesamten Frequenzbereich eine Rückflussdämpfung von mehr als 10 dB auf. Die HF-Pins des AD8353 sind intern auf 50 Ω abgestimmt, wodurch das Bauteil direkt in Standard-HF-Signalpfade ohne externe Anpassungsnetzwerke integriert werden kann.

Ein ADL5324 HF-Treiberverstärker dient als zweite Stufe des Designs. Dieses Bauteil verfügt über einen Betriebsfrequenzbereich von 400 MHz bis 4 GHz mit einer typischen Gain von 18,2 dB, einen typischen Rauschfaktor von 6,8 dB und einen typischen Ausgangsschnittpunkt der dritten Ordnung (OIP3) von 38,4 dBm bei 433,05 MHz bis 434,79 MHz.

Die Einstellung des Bias-Punkts des ADL5324 kann durch einfaches Anlegen von +5 V auf den HF_OUT-Pin über eine HF-Drosselspule erfolgen. Die Verwendung einer Induktivität von 120 nH wird empfohlen, da dies auch die Anforderungen an die Ausgangsanpassung für das 433,92-MHz-ISM-Band erfüllt. Um HF-Signale und Hochfrequenzrauschen auf den Versorgungsleitungen zu auszufiltern, benötigt der ADL5324 drei Entkopplungskondensatoren auf der Ausgangsstufen-Vorspannung.

Bei einer Mittenfrequenz von 433,92 MHz erzielt das EVAL-CN0551-EBZ eine Gain von 35,8 dB. Die Schaltung zeichnet sich durch ein niedriges Phasenrauschen mit Werten von ca. -145 dBc/Hz bei einem Frequenzversatz von 10 kHz und 10 kHz sowie -130 dB/Hz bei 1 MHz aus. Die Werte bleiben bei Frequenzversätzen über 1 MHz unter -130 dBc/Hz.

Die Schaltung ist über das 433,92-MHz-ISM-Frequenzband stabil, wobei der Rollet-Stabilitätsfaktor (k) über 1 und das Hilfsstabilitätsmaß (B1) über 0 liegt.

Das EVAL-CN0551-EBZ wird über einen Mikro-USB-Anschluss mit Strom versorgt und über ein LTM4693 μModule auf +5 V geregelt. Dieser extrem flache eigenständige DC/DC-Auf-/Abwärtswandler vereinfacht das Reglerschaltungsdesign, da er bereits einen Strommodus-Controller und Leistungsbauteile für eine rauscharme Verstärker-Stromversorgung enthält. Die +5-V-Bauteile in der Schaltung des EVAL-CN0551-EBZ verbrauchen im Normalbetrieb, hauptsächlich vom ADL5324 und AD8353, ca. 175 mA. Mit einem maximalen Dauerausgangsstrom von 2 A ist der LTM4693 mehr als ausreichend, um die aktuellen Anforderungen des EVAL-CN0551-EBZ zu erfüllen.

Merkmale

Für den Betrieb auf dem ISM-Band von 433,92 MHz ausgelegt
Zweistufen-HF-Verstärkerblock
Oberflächenwellenfilter (SAW) verhindert eine Out-of-Band-Verstärkung
Gain: +35,8 dB (typisch)
SMA HF-Eingang und -Ausgang bei 50 Ω angepasst
Übertemperaturmanagement
MicroUSB-Leistungssteckverbinder
Vierschicht-PCB von 25,40 mm × 60,25 mm x 1,57 mm

Hauptkomponenten
- AD8353 HF-Gain-Block von 1 MHz bis 2,7 GHz
- ADL5324 HF-Treiberverstärker von 400 MHz bis 4 GHz
- ADG901 SPST-Schalter von 0 Hz bis 4,5 GHz
- ADP196 Logik-gesteuerter High-Side-Leistungsschalter von 5 V
- ADT6401 Pin-wählbarer Temperaturschalter von 2,7 V bis 5,5 V
- ADM7160 Extrem rauscharmer Linearregler
- LTM4693 μModule®-Auf-/Abwärtsregler

Erforderliche Ausrüstung

Keysight® E5061B Vektor-Netzwerkanalysator
Rohde und Schwarz® SMA100A Signalgenerator
Rohde und Schwarz FSUP Signalanalysator
SMA-Kabel

20-dB-Dämpfer, der für den Eingangsschutz des Signalanalysators optional ist
5-V-AC/DC-Stromadapter mit ≥0,5 A und einem MicroUSB-Kabel

Das EVAL-CN0551-EBZ Evaluierungsboard kann auch das ADALM-PLUTO aktive Lernmodul als Signalgenerator verwenden, das mit dem HF-Eingang verbunden ist. Verbinden Sie den HF-Ausgang des EVAL-CN0551-EBZ nicht direkt mit dem Rx-Anschluss des ADALM-PLUTO. Der maximale HF-Eingang, den das ADALM-PLUTO sicher verarbeiten kann, ist +2,5 dBm.

Design- und Integrationsdateien

Die Design- und Integrationsdateien umfassen Schaltpläne, Stücklisten, Gerber-Dateien, Allegro-Layout-Dateien, Montagezeichnungen und Dokumentation für das EVAL-CN0551-EBZ Evaluierungsboard von Analog Devices Inc.