LTC4400-1和LTC4401-1为最新的蜂窝电话提供射频功率控制器解决方案。它们具有非常小的占地面积，低功耗和宽频率范围，同时通过仔细控制射频功率分布来最大限度地减少相邻信道干扰。LTC4400-1和LTC4401-1都采用低规格的6引脚ThinSOT封装，并且需要很少的外部部件。例如，当使用定向耦合器时，只需要两个电阻和两个电容(图1a，图1b)。这两种器件都需要最小的功率来工作，通常在启用时为1mA，关闭时为10μA。

LTC4400-1的450kHz环路带宽针对涉及快速导通(<2μs)和中等增益(200-300dB/V)射频功率放大器的应用进行了优化。LTC4401-1的250kHz环路带宽针对慢通(>2μs)和/或高增益(300-400dB/V)射频功率放大器进行了优化。两部分的射频频率范围为800MHz至2.7GHz，电源电压范围为2.7V至6.0V。这种宽频率和电压范围使这些产品可用于各种RF功率控制应用，包括GSM/GPRS, PCS和TDMA。LTC4400-1和LTC4401-1包括一个自动归零系统，需要在单个或多个连续爆发之间定期更新。因此，这些功率控制器不适合连续时间应用。

图2显示了LTC4400/4401的框图。当部件处于关闭状态时，除基准电路外的所有电路都关闭，VPCA保持在地。当部件启用时，自动调零系统对内部和外部偏移进行采样。10μs后自动调零系统关闭;采样偏置电压校正因子保持在两个内部电容器上。差分保持方案用于将保持电容器电压下降(由于漏电流)转换为共模电压下降。这种共模电压下降被自动归零放大器拒绝，从而大大增加了自动归零保持时间。自动调零系统通过消除内部和外部源的温度偏移电压漂移来改善温度依赖特性。

在基带微处理器将SHDNB定高后12μs施加外部功率控制斜坡。当施加斜坡时，VPCA电压开始上升。当VPCA达到射频功率放大器的阈值电压时，射频功率放大器导通。VPCA实际上是从450mV开始的。该启动电压减少了开启射频功率放大器所需的时间，并且低于移动射频应用中使用的功率放大器阈值电压。功率控制回路是打开的，直到射频功率放大器打开并开始提供射频输出信号。当环路打开时，VPCA上升时间受到LTC4400/4401带宽和PCTL信号幅度的限制。一部分射频输出电压反馈到LTC4400/4401射频引脚。该信号然后由内部肖特基二极管和电容器检测到峰值。检测到的电压被施加到环路放大器的负输入，从而关闭功率控制回路。一旦环路闭合，射频输出信号跟随PCTL的功率斜坡信号。

射频探测器性能

LTC4400和LTC4401结合了两个特性来提高检测器的动态范围。自动调零系统消除了内部偏移和外部电源控制DAC偏移。其次，压缩电路允许在较低的射频功率水平下获得较高的反馈信号，以扩展功率检测器的范围。完全集成的探测器温度系数较小，如图3所示。

测量射频功率放大器上升时间

为了确定哪种LTC射频功率控制器适合特定应用，设计人员必须首先了解射频功率放大器的导通特性。图4显示了一个推荐的测试设置。

脉冲发生器用于驱动射频放大器功率控制引脚，其占空比设置为最小化功耗(即1/8占空比)。用50欧姆电阻终止射频功率控制引脚，以匹配脉冲发生器并避免振铃。用不同幅度的方波脉冲，确定射频输出功率响应。测量几个输出功率电平，因为上升时间可能与功率电平有关。

使用高频数字示波器测量射频输出电压形状。图5显示了典型的射频输出电压响应。该波形由延迟和斜坡两个区域组成。斜坡时间测量从射频输出开始到最终幅度的90%。LTC4400通常用于总延迟和斜坡时间为2μs的放大器;LTC4401用于总时间为2μs的放大器。其他因素，如功率放大器增益、耦合器和天线开关损耗，也可能影响这种选择。非常高增益的功率放大器可能需要与响应时间无关的LTC4401。

功能强大且易于使用的开发工具优化PA控制

LT斜坡成形程序的第2版(LTRSv2.VXE)可从Linear Technology获得。图6显示了LTRSv2的程序窗口。vve处于斜坡成形模式。该程序允许用户生成、重塑和加载斜坡剖面波形到DC314A数字演示板上。DC314A数字演示板提供稳压电源、控制逻辑和一个10位DAC来产生SHDNB信号和电源控制PCTL信号。还包括闪存和串行端口接口，用于更新存储在DC314A上的DAC配置文件。8个电源控制配置文件可以存储在闪存中。旋转开关(SW1)可用于选择所需的功率配置文件。DC314A为DC401A射频演示板提供信号，该演示板包含GSM/DCS射频通道、LTC4401-1 Thin-SOT功率控制器和日立PF08107B功率放大器(图1B)。射频测试测量设置如图7所示。

LTRSv2。VXE根据用户输入创建平滑的斜坡波形。用户控制斜坡参数的所有方面，如初始DAC偏移，阶跃电压和时间，上升和下降时间，以及最大电压幅度和时间。LTRSv2。VXE使用提升余弦函数在不同幅度的区域之间创建平滑过渡，例如在步长和最大幅度之间(图8)。

LTRSv2。VXE斜坡配置文件参数作为文本文件保存在表中。Linear Technology经销LTRSv2。VXE与HP VEE运行时，HP I/O库，和斜坡配置文件表模板的各种功率放大器。每个斜坡剖面波形表可以编辑或覆盖使用LTRSv2.VXE。这些坡道轮廓表模板是坡道成型的一个很好的起点。图9展示了典型的斜坡轮廓波形，其中标记了斜坡参数。图10显示了用户在其中更改斜坡轮廓波形参数的程序窗口。

斜坡形状取决于所使用的功率控制器和功率放大器。例如，表现出“慢”开/关时间(2μs或更大)的功率放大器需要更大的阶跃幅度和时间值以及更高的DAC失调电压。同样，慢功率放大器的上升和下降时间更长。

坡道成型是一个迭代过程。每次应该更改一个参数，因为每个参数都会影响输出的不同方面。在PCTL和VPCA上放置示波器探头，大大方便了斜坡成形过程。

斜坡波形从DAC失调电压开始。偏置改善了功率放大器的斜坡下降特性。100mV的失调电压足以满足LTC4400-1和快速功率放大器的需求，而200mV的失调电压足以满足LTC4401-1和慢速功率放大器的需求。斜坡的偏移时间通常为12μs，在此期间发生自动归零。图11显示了SHDNB、VPCA和PCTL的时序关系。

坡道成形的第一步是确定正确的输出功率。增加或减少最大振幅，以影响射频输出功率的相应变化。一旦设置输出功率，调整初始步进幅度和时间。

初始步进值负责关闭电压环。VPCA必须迅速上升到射频功率放大器的阈值电压，以满足功率与时间的要求。如果初始步进时间或幅度值过低，则控制电压波形将类似于图12中的VPCA。DAC的分辨率允许小至2mV的幅度变化。阶跃电压可以以1/2微秒的倍数改变。在选择更改哪些参数时，需要考虑一些权衡。例如，如果阶跃幅度太高，射频输出频谱可能会出现杂散。然而，如果步长时间太长，如图13所示，满足所需的功率与时间的关系就会受到影响，因为分配给突发部分的时间不够。图14显示了控制电压的理想形状。在达到最大振幅之前，VPCA的上升部分是平滑的，斜率是恒定的。

一旦设置了步长值，就应该调整上升和下降时间。如果上升时间对慢速放大器太短，将发生超调，并将在功率与时间测量中可见。延长下降时间通常会使杂散从中心频率降低±400 kHz。上升和下降时间从8μs到14μs不等。

最后一步是调整最大振幅的宽度。这对于满足功率与时间的要求是必要的。通常，宽度的突发部分为588μs。最大斜坡幅值的总时间必须足够通过功率与时间的测量，并在0伏留下适当的时间以关闭功率放大器。通常需要1μs才能关闭功率放大器。

更改每个参数后，创建的波形图将出现在程序窗口中，同时还可以选择将斜坡加载到DC314A演示板上。

对于较慢的功率放大器，坡道整形更具挑战性，因为在台阶、上升和下降上需要更多的时间。如果没有足够的时间满足功率与时间掩模并关闭PA，则有必要改变阶跃幅度和时间。从4mV到6mV的变化占1μs。注意不要让阶跃幅度变得太高，以避免射频输出中的杂散。

图15显示了在1800MHz (DCS0)时最大输出功率的控制电压波形。该波形的初始启动电压为450mV。通过在450mV启动输出控制电压，降低了达到功率放大器阈值电压所需的时间。启动电压由LTC4400/4401产生，而不是由程序产生。

图16是图15所示控制电压对应的输出RF频谱。中心频率为1710.2MHz，功率放大器输入功率为0dBm。图17显示了功率与时间的测量。屏幕上的表，如图6所示，表示为创建斜坡波形而输入的值。输入阶跃和斜坡幅值包括200mV偏移幅值。因此，实际阶跃电压为36mV，斜坡幅值电压为1.24V。

定向耦合器替代方案

DC401A板包含LTC4401-1功率控制器和日立PF08107B双频功率放大器，以及村田双频定向耦合器和村田双工器(图18)。定向耦合器在DCS频率下的耦合损耗为14±1.5dB，在GSM频率下的耦合损耗为19±1dB。虽然定向耦合器是一种可行的解决方案，但还有一种更便宜、更小、性能相当的解决方案(图19)。

这种新方案完全消除了定向耦合器、50欧姆端接电阻和68欧姆分流电阻。相反，射频信号从功率放大器直接馈送到双工器。射频信号通过电容和串联电阻耦合回LTC4401-1。元件数量减少了两个。

串联电容器应在0.3pF至0.4pF范围内，公差为±0.05pF或更小。容差很重要，因为它直接影响到有多少RF信号耦合回LTC4400/4401上的RF引脚。ATC具有超低ESR，高Q微波电容器，具有所需的公差。ATC 600S0R3AW250XT和ATC 600S0R4AW250XT是0.3pF和0.4pF电容，公差为0.05pF。这些电容器采用小型0603封装。串联电阻为49.9欧姆，公差为2%，如图19所示。在使用这种技术时，有几个因素需要考虑，比如电路板布局和主线的长度。例如，寄生效应可以显著改变反馈网络的特性。

结论

线性技术公司在其射频功率控制器系列中推出了两款新的控制器。LTC4400-1和LTC4401-1代表了射频功率控制的小、低功耗解决方案。射频检测器、自动调零系统和补偿回路放大器的集成产生了一个温度稳定的射频功率控制方案。由于温度或电源而引起的外部和内部电压偏移变化，在部件停机循环时被取消。这些产品采用小而低调的ThinSOT封装，工作频率范围为800MHz至2700MHz。此处讨论的演示板和坡道成型软件可根据要求提供。此外，还提供安芯、科纳森特、日立和RFMD等公司生产的功率放大器演示板。