MAX2831功率放大器输出功率和偏置电流优化

介绍

MAX2831为完全集成的收发器，带有功率放大器（PA），适用于802.11b/g应用。两级PA的偏置电流和输出匹配网络经过优化，标称值为提供+18.5dBm，同时从3.3V电源消耗209mA电流（在54Mbps（64-QAM）模式下EVM低于5.6%），同时满足802.11g频谱模板要求。在较低的输出功率水平下，重新编程PA偏置电流寄存器可以降低偏置电流和总PA电流，从而提高发射效率，同时仍满足802.11g要求。当PA偏置电流针对+17dBm发射功率进行优化时，与标称寄存器设置相比，可节省26mA的电流。当工作在+3dBm发射功率时，与标称寄存器设置相比，可节省62mA的电流。通过优化简单的双电容输出匹配网络，可以针对特定的输出功率电平进一步节省电流。

编程

寄存器10 （A3：A0 = 1010）允许对两级PA偏置电流进行编程。位D2：D0允许优化第一级偏置电流，位D6：D3允许对第二级偏置电流进行编程。表1总结了寄存器设置和MAX2831评估板等效偏置电流设置。

功率放大器第一级偏置电流		功率放大器第二级偏置电流
寄存器 10 （A3：A0 = 1010） 位 D2：D0	等效偏置电流 （μA）	寄存器 10 （A3：A0 = 1010） 位 D6：D3	等效偏置电流 （μA）
100	125	0100	160
010	75	0011	120
20多岁	50	0011	120
20多岁	50	0010	80

结果

图1和表2总结了通过优化PA偏置电流可以实现的电流节省。表3和图2总结了标称寄存器设置的性能。图3、图4和图5分别总结了针对+17dBm和+15dBm优化的寄存器设置及其输出频谱的性能。图6总结了针对+12dBm和+9dBm优化的寄存器设置的性能。图7提供了测量设置。

图1.MAX2831电源电流与输出功率的关系，标称PA偏置和PA偏置电流针对特定输出功率电平进行了优化。

测量结果				寄存器设置 （参见MAX2831评估板控制软件）
P外（分贝）	EVM （%）	功率放大器电流（毫安）	PA 电流节省 （mA）	发射 VGA 增益 （SPI™） [寄存器 12 （A3：A0 = 1100） 位 D5：D0]	PA 驱动器输出电流 （μA） [寄存器 10 （A3：A0 = 1010） 位 D2：D0]	PA 输出级偏置 （μA） [寄存器10 （A3：A0 = 1010） 位 D6：D3]
2.9	3.5	73	61	35 (100011)	50 (001)	80 (0010)
6.1	5.1	79	59	41 (101001)	50 (001)	80 (0010)
9.2	4.4	98	45	44 (101100)	50 (001)	120 (0011)
12.1	5.6	111	41	50 (110010)	50 (001)	120 (0011)
15.2	5.0	140	28	53 (110101)	75 (010)	120 (0011)
17.0	5.3	158	26	57 (111001)	75 (010)	120 (0011)
18.7	5.5	204	—	57 (111001)	125 (100)	160 (0100)

测量结果			寄存器设置 （参见MAX2831评估板控制软件）
P外 （分贝）	EVM （%）	功率放大器电流（毫安）	发射 VGA 增益 （SPI） [寄存器 12 （A3：A0 = 1100） 位 D5：D0]	PA 驱动器输出电流 （μA） [寄存器 10 （A3：A0 = 1010） 位 D2：D0]	PA 输出级偏置 （μA） [寄存器10 （A3：A0 = 1010） 位 D6：D3]
3.3	2.1	135	24 (011000)	125 (100)	160 (0100)
6.3	2.3	138	30 (011110)	125 (100)	160 (0100)
9.2	2.6	143	36 (100100)	125 (100)	160 (0100)
12.2	2.9	152	43 (101011)	125 (100)	160 (0100)
15.1	3.4	168	49 (110001)	125 (100)	160 (0100)
17.1	4.1	184	53 (110101)	125 (100)	160 (0100)
18.7	5.5	204	57 (111001)	125 (100)	160 (0100)

图2.MAX2831输出功率、电源电流和EVM针对+18.5dBm进行了优化。（A3：A0 = 1010， D6：D3 = 0100， D2：D0 = 100）

图3.MAX2831输出功率、电源电流和EVM，具有针对+17dBm和+15dBm优化的寄存器设置。（A3：A0 = 1010， D6：D3 = 0011， D2：D0 = 010）

图4.+17dBm时的输出频谱（红线表示11g频谱模板要求）。（A3：A0 = 1010， D6：D3 = 0011， D2：D0 = 010）

图5.+15dBm时的输出频谱（红线表示11g频谱模板要求）。（A3：A0 = 1010， D6：D3 = 0011， D2：D0 = 010）

图6.MAX2831输出功率、电源电流和EVM，寄存器设置针对+12dBm和+9dBm进行了优化。（A3：A0 = 1010， D6：D3 = 0011， D2：D0 = 001）

图7.MAX2831无线LAN收发器的测试设置图

审核编辑：郭婷