Analog Devices Inc. Scheda di valutazione EVAL-CN0551-EBZ

La scheda di valutazione EVAL-CN0551-EBZ di Analog Devices Inc. fornisce un design di riferimento per un circuito amplificatore di potenza RF alimentato tramite USB per la banda ISM 433,92 MHz. Le bande radio ISM sono porzioni dello spettro radio riservate a livello internazionale a fini industriali, scientifici e medici (ISM). L' EVAL-CN0551-EBZ presenta un fattore di forma ridotto con dimensioni di 25,40 mm × 60,25 mm x 1,57 mm (solo PCB). La scheda di valutazione utilizza connettori coassiali SMA da 50 Ω standard per il suo percorso di segnale RF per una facile integrazione con i sistemi RF.

L'EVAL-CN0551-EBZ utilizza due fasi amplificatore nel percorso di segnale RF. Il primo stadio è un amplificatore con blocco del guadagno RF AD8353 che fornisce un guadagno fisso (tipico) di 19,6 dB nella banda ISM 433,92 MHZ. L'AD8353 funziona da 1,0 MHz a 2,7 GHz e presenta una perdita di ritorno superiore a 10 dB sull'intero intervallo di frequenza. I pin RF dell'AD8353 sono internamente accoppiati a 50 Ω, consentendo al dispositivo di essere integrato direttamente nei percorsi di segnale RF standard senza reti di accoppiamento esterne.

Un amplificatore driver RF ADL5324 funge da seconda fase del design. Questo dispositivo ha un intervallo di frequenza di funzionamento da 400 MHz a 4 GHz con un guadagno tipico di 18,2 dB, una cifra di rumore tipica di 6,8 dB e un punto di intercettazione di terzo ordine di uscita (OIP3) tipico di 38,4 dBm da 433,05 MHz a 434,79 MHz.

L'impostazione del punto di polarizzazione dell'ADL5324 può essere effettuata semplicemente applicando +5 V al pin RF_OUT attraverso un choke RF. Si raccomanda l'uso di un'induttanza di 120 nH perché fornisce anche i requisiti di accoppiamento in uscita per la banda ISM da 433,92 MHz. Per filtrare i segnali RF e il rumore ad alta frequenza sulle linee di alimentazione, l'ADL5324 richiede tre condensatori di disaccoppiamento sulla polarizzazione dello stadio di uscita.

Alla frequenza centrale di 433,92 MHz, l'EVAL-CN0551-EBZ raggiunge un guadagno di 35,8 dB. Il circuito presenta un basso rumore di fase con valori di circa -145 dBc/Hz a intervalli di frequenza di 10 kHz e 10 kHz e -130 dB/Hz a 1 MHz. I valori rimangono inferiori a -130 dBc/Hz a intervalli di frequenza superiori a 1 MHz.

Il circuito è stabile su tutta la banda di frequenza ISM di 433,92 MHz, con fattore di stabilità di Rollet (K) >1 e misura di stabilità ausiliaria (B1) >0.

L'EVAL-CN0551-EBZ è alimentato tramite una micro USB ed è regolato a +5 V da un μModule LTM4693. Questo convertitore CC-CC buck-boost ultrasottile e indipendente semplifica il design del circuito del regolatore poiché comprende già un controller in modalità di commutazione e dispositivi di alimentazione per l'alimentazione di un amplificatore a basso rumore. I dispositivi da +5 V nel circuito EVAL-CN0551-EBZ consumano circa 175 mA durante il normale funzionamento, assorbiti principalmente dagli ADL5324 e AD8353. Con una corrente di uscita continua massima di 2 A, l'LTM4693 è più che sufficiente per soddisfare i requisiti di corrente dell'EVAL-CN0551-EBZ.

Caratteristiche

Progettato per funzionare sulla banda ISM da 433,92 MHz
Blocco amplificatore RF a 2 stadi
Il filtro per onde acustiche superficiali (SAW) elimina l'amplificazione fuori banda
Guadagno +35,8 dB (tipico)
Ingresso e uscita RF SMA sono accoppiati a 50 Ω
Gestione delle sovratemperature
Connettore di alimentazione MicroUSB
PCB a quattro strati 25,40 mm × 60,25 mm x 1,57 mm

Componenti chiave
- Blocco del guadagno RF da 1 MHz a 2,7 GHz AD8353
- Amplificatore driver RF da 400 MHz a 4 GHz ADL5324
- Interruttore SPST da 0 Hz a 4,5 GHz ADG901
- Interruttore di alimentazione a monte a controllo logico da 5 V ADP196
- Interruttore di temperatura selezionabile con pin da 2,7 V a 5,5 V ADT6401
- Regolatore lineare a rumore ultrabasso ADM7160
- Regolatore μModule® Buck-Boost LTM4693

Apparecchiature necessarie

Analizzatore di rete vettoriale Keysight® E5061B
Generatore di segnale Rohde e Schwarz® SMA100A
Analizzatore di segnale FSUP Rohde e Schwarz
Cavi SMA

Attenuatore da 20 dB, opzionale per la protezione di ingresso dell'analizzatore di segnale
Adattatore di alimentazione CA-CC da 5 V, ≥0,5 A con cavo MicroUSB

La scheda di valutazione EVAL-CN0551-EBZ può anche utilizzare il modulo di apprendimento attivo ADALM- PLUTO come generatore di segnale collegato all'ingresso RF. Non collegare direttamente l'uscita RF dell'EVAL-CN0551-EBZ alla porta Rx dell'ADALM-PLUTO. L'ingresso RF massimo che l' ADALM-PLUTO può gestire in modo sicuro è +2,5 dBm.

File di progettazione e integrazione

I file di progettazione e integrazione includono schemi, distinte base, file Gerber, file di layout Allegro, disegni di assemblaggio e documentazione per la scheda di valutazione EVAL-CN0551-EBZ di Analog Devices Inc.