射频电源完整性策略

1、要求

ØEMC；

Ø浪涌抑制；

Ø过压、过流保护；

Ø高转换效率；

Ø多路输出；

Ø开关频率：不高于100kHz；（必须低于射频最低频率的1/100，接收灵敏度越高，开关频率要求越低）

2、总框架

（1）EMC

设备允许边充电、边工作，那么就要求带充电器EMC必须合格。

抑制共模：共模滤波器、Y电容；

抑制差模：X电容、磁珠；

共模电流是传导和辐射的主要来源，差模电流是串扰的主要来源，瞬态大电流脉冲是浪涌的主要来源。

（2）框图

电池组相当于一个大的电容，便携式设备不用考虑电压跌落问题。便携设备受体积限制，不能很复杂，充电器需要有浪涌抑制电路，防止电池组因承受大浪涌电流而损坏。

主电源正负极并排走线，负极在DC-DC转换前，不要与GND直接相连，防止共地耦合，射频电路承受干扰的能力很弱，所以基带部分与射频部分的电源应该有较好的隔离度，防止串扰。

电源总框图

【缺点】（1）无任何抑制共模、差模传导措施。（2）无任何浪涌抑制措施。（3）无任何安全保护措施。（3）电源回线V-未经任何处理直接与GND相连。

3、DC-DC

DC-DC是最大的共模干扰源，很难用滤波的方法去抑制，处理共模干扰的唯一办法：共模电感。DC-DC的开关脉冲含有丰富的高次谐波（可达100次谐波以上），幅度大，容易对射频产生干扰，一般经验要求：

Ø10MHz射频，开关频率不大于30kHz；

Ø50MHz射频，开关频率不大于100kHz；

Ø300MHz射频，开关频率不大于300kHz；

Ø1GHz射频，开关频率不大于500kHz；

Ø2GHz射频，开关频率不大于1MHz；

Ø5GHz射频，开关频率不大于2MHz；

一般规律：DC-DC开关频率越高，输出滤波电容容值越小；负载电流越大，输出滤波电容容值越大；输入电压与输出电压差越大，输出滤波电容容值越大。DC-DC效率越高，开关转换速度越快，高次谐波越丰富。有些DC-DC器件，内部负反馈环不够稳定，特别是输出端平滑电容偏小，使开关占空比在一定范围内扫变，很宽的频谱范围被污染（DC-DC可能还会发出嗞嗞声）。开机瞬间，电容充电，电流大，持续时间几ms，为降低开机冲击电流，DC-DC采用软启动，软启动时间大于10ms。较合理的DC-DC处理电路如下图。（因电源瞬态响应时间问题，基带数字部分DC-DC输出端一般无共模电感，基带模拟部分电源处理一样要满足电源完整性）

DC-DC框图

【缺点】（1）DC-DC输入端与供电之间没有任何隔离措施。（2）供电端退耦电容大于0.01uF。（3）供电端电源回线V-与GND直接相连。

4、LDO

LDO的目的是抑制纹波，抑制低频噪声，要求LDO的PSRR高，带宽大。能够抑制DC-DC的高次谐波，一般的LDO，PSRR抑制频率高端不到1MHz，好的LDO可达10MHz。电源纹波使VCO产生较大杂散，也会使LNA产生轻微杂散。以下LDO电路的纹波抑制、电源完整性较好。

LDO框图

【缺点】（1）LDO输入端与供电之间没有任何隔离措施。（2）供电端退耦电容大于1000pF。

5、用电侧退耦

（1）晶振、VCO

如果要求晶振、VCO低相位噪声、低杂散，那么电源必须是低噪声电源，LDO必须与其他电源LDO分开，单独供电，保证DC~高频有必要的隔离度。晶振、VCO的电源功耗十分相近，大约15~30mA，VCO的频率很高，退耦电容47~470pF即可。VCO、晶振可以共用电源，用小电阻2.2~10W进行隔离，加足够的退耦。

VCO电源

（2）PLL、DDS

PLL、DDS含有数字和模拟部分，是数模混合电路，数、模电源之间要解决电源的隔离，大电流通过功率电感增加交流隔离，小电流通过电阻增大电源间隔离，DC及交流均隔离较好，防止数模串扰，降低杂散。

数模电源隔离

（3）混频器、放大器、检波器

混频器、放大器、检波器对电源质量不太敏感，只需轻微滤波、退耦即可，但纹波会影响P_1dB。

电源输入端退耦、滤波

（4）功放

功放的工作电流很大，既要退耦、又要滤波，还要检测电流。功放工作在突发状态，大电感充磁后，因LC回路时间常数太大，功放激励消失后，电感电流不能迅速泄放，容易产生振荡和负压，通过在大电感两端功率并联电阻，泄放电感电流，使RLC处于阻尼状态，R值可根据RLC模型计算出来。

功放电源

【缺点】（1）LDO输入端与供电之间没有任何隔离措施。（2）供电端退耦电容大于1000pF（500MHz以下），1GHz以上大于100pF。（3）大电流电感欠阻尼，引起冲击振荡。

6、器件

射频电路电源采用分布式退耦，不需要电源平面，也不需要电源平面分割，更不需要地平面分割。DC-DC负端不接地，在DC-DC输出端通过共模电感接地，目的是降低共模干扰，大约可以改善10dB。

电源器件：以TI和Linear为主（Linear已被ADI收购）

lDC-DC转换

ØLM25017，5.7~48V输入，0.65A开关电流，开关频率可通过外界电阻调整，最高1MHz，输出电压可调，器件尺寸5´4mm，软启动，热保护，工作温度-40~125℃。

LM25017电路图

LM25017转换效率

LDO线性稳压

ØTPS7A4700：最大输出电流1A，输入电压范围3~36V，输出电压1.4~20.5V，输出噪声电压4uVrms，PSRR>55dB（10Hz~10MHz），输出电流1A，输出电压可编程，电压跌落0.3V@Io=1A，静态电流6mA@Io=1A，工作温度-40~125℃。器件封装尺寸5´5mm QFN20。该LDO电路稍复杂、尺寸稍大。

TPS7A4700连接图

ØTPS7A8101：最大输出电流1A，输出电压0.8~6V，输出电压可通过外接电阻调整，PSRR>40dB（10Hz~10MHz），输出噪声电压23.5uVrms@，电压跌落0.17V@Io=1A，工作温度-40~125℃，器件封装尺寸3´3mm SON8。该LDO电路简单、尺寸小。

TPS7A8101连接图

<完>