改进混合信号电路的RF性能(06-100)

　　简单的子系统

　　成本、重量和功耗是卫星设计各部分的关键因素。典型的商业卫星发射重量成本为$20k/kg，功耗为$20k/w。因此，降低元件数，把功能组合到单个封装中是非常渴望的。采用UltraCMOS技术为空间应用开发出一个集成子系统，它包括一个IF下变频器并具有数字增益控制。此器件展示出蓝宝石衬底的好处，能实现RF的高集成度，特别是能包含高比例的有源器件。图1所示的芯片以0.5dB/步给出64dB数字步衰减，集成有3线串引接口，能提供80dB总增益。

　　最近，根据消费者的要求设计了另一个新的UltraCMOS子系统，它在单芯片上集成3个IF放大器和3个数字步衰减器。所设计的IFOC产品是工作在60~200MHz的数字控制可变增益放大器。其集成设计在单芯片中降低到集成数字步衰减的固定增益放大器，其功耗减小近75%。

　　减小前置定标器功率

　　卫星用太阳能板和电池产生、存储自己本身的电源。因此，设计人员需要特别节省板上电源。因为这会直接影响卫星的寿命。往往冷却多余热量与产生热量同样花钱多。

　　用UltraCMOS前置定标器，设计人员在空间应用比采用GaAs器件可节省功耗90%。在UltraCMOS器件使用前，此功能由GaAs器件执行，典型功耗为500mW。

　　最近，开发的新UltraCMOS前置定标器工作在4~14GHz，是用0.25m UltraCMOS晶体管实现。此器件为卫星制造商提供了灵活的单前置定标器，覆盖宽频率范围。因单芯片前置定标具有相同的工艺技术，所以，所有UltraCMOS前置定标器通路都可无缝的进入UltraCMOS PLL，使系统设计变得容易。

　　UltraCMOS前置定标器灵敏度在整个频率范围内优于+5dBm，在8GHz附近灵敏度大约为-20dBm。卫星制造商可以用高灵敏度区，在所希望的频率有最佳灵敏度。

　　在用UltraCMOS实现PLL以前，低成本单片PLL不能满足像商业卫星这样的市场需求。除前置定标器和IF子系统外，设计人员工作在UltraCMOS的目的是把这种有前途的技术用到RF混合信号的所有主要功能中。用高集成单片UltraCMOS电路，制造商可降低元件总量数，简化元件规范和消除对输入/输出的关注。所有这些优点将结合到未来更复杂的系统设计中。(京湘)