自2014年收購Hittite Microwave 以來，ADI公司（ADI）已將其在整個信號鏈（包括配套產(chǎn)品）中的RF功能擴(kuò)展到0 Hz至110 GHz的全帶寬。 ADI目前在全球RF半導(dǎo)體中排名#1，在模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）中排名#1，在線性半導(dǎo)體元件中排名#1。本白皮書提供了ADI公司涵蓋的更寬頻譜的示例，并解釋了真正的直流非常重要。信號鏈外性能也至關(guān)重要，本文展示了低噪聲、高穩(wěn)定性控制和功率元件對整體RF信號性能的重要性。

ADI解決方案的范圍從工業(yè)到通信基礎(chǔ)設(shè)施，一直到汽車。在工業(yè)領(lǐng)域，它們包括測試和測量、航空航天和國防。在通信基礎(chǔ)設(shè)施方面，我們的解決方案包括蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施（智能手機及其背后的基礎(chǔ)設(shè)施）、微波、寬帶和光纖網(wǎng)絡(luò)。在汽車領(lǐng)域，ADI的產(chǎn)品組合包括雷達(dá)和其他類型的設(shè)備等高級駕駛輔助系統(tǒng)。

ADI的頻譜目前涵蓋從0 Hz到110 GHz的整個范圍，應(yīng)用范圍廣泛，從有線電視和磁共振成像一直到科學(xué)成像和測量。介于兩者之間的是一切，從衛(wèi)星無線電和軍事對抗，到工業(yè)成像和遠(yuǎn)程信息處理（一個龐大的頻譜），以及應(yīng)對無處不在的連接大趨勢（也稱為物聯(lián)網(wǎng)（IoT））所需的所有解決方案。

完整的信號鏈解決方案

ADI提供集成標(biāo)準(zhǔn)IC的參考設(shè)計。系統(tǒng)級封裝 （SIP） 集成采用標(biāo)準(zhǔn)組件，并將其作為完整的子系統(tǒng)解決方案進(jìn)行全面測試和驗證。在片上系統(tǒng)技術(shù)中，硅芯片本身就是集成平臺。ADI還提供連接器模塊，這在高頻應(yīng)用中非常重要。

ADI元件從傳感器到放大器和LNA，一直到信號調(diào)理技術(shù)，以及ADC、數(shù)字信號處理器件、DAC、功率放大器和輸出產(chǎn)品。

圖1所示為通用RF信號鏈。左上角是LNA、RF開關(guān)和RF衰減器進(jìn)入頻率轉(zhuǎn)換，根據(jù)需要，可以是上變頻或下變頻。然后，該鏈進(jìn)入ADC驅(qū)動器和ADC進(jìn)行比特轉(zhuǎn)換，即RF到位。中間是頻率發(fā)生模塊，可以從各種來源驅(qū)動，并通過定時管理分布在系統(tǒng)周圍。定時管理頻率發(fā)生模塊將與通用信號鏈的輸出側(cè)或發(fā)射側(cè)共享。在輸出側(cè)，DAC進(jìn)入混頻器的放大器，用于變頻，并濾波和開關(guān)。這里需要注意的關(guān)鍵點是，ADI的信號鏈覆蓋率從僅約20%增加到近100%，使ADI #1成為該領(lǐng)域的IDI #<>。

圖1.通用射頻信號鏈。

擴(kuò)展的產(chǎn)品組合

ADI擁有大大擴(kuò)展的元件和解決方案產(chǎn)品組合。這些包括但不限于：

開關(guān)更小，插入損耗更低，隔離度更高

低功耗、低噪聲頻率和增益平衡更好的LNA

無源混頻器和濾波器

無源混頻器本振（LO）驅(qū)動器和后置放大器

低功耗中頻放大器

射頻增益模塊

數(shù)字步進(jìn)和固定衰減器

鎖相環(huán) （PLL）

寬帶和窄帶壓控振蕩器 （VCO）

倍增器和三倍器

測試設(shè)備是ADI公司的一個關(guān)鍵增長領(lǐng)域，包括回程測試設(shè)備和蜂窩標(biāo)準(zhǔn)——2G、3G、4G和即將推出的5G。在5G開發(fā)的研發(fā)和原型設(shè)計方面有很多工作要做。接下來是物聯(lián)網(wǎng)和多標(biāo)準(zhǔn)無線電測試。在同一系統(tǒng)上，可以測試許多不同的無線電標(biāo)準(zhǔn)。對于這種類型的系統(tǒng)，還有Wi-Fi或WiGig 40 GHz短程通信測試。最后，還有汽車?yán)走_(dá)，它正朝著77 GHz的方向發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)暗示了一個非常大（數(shù)百億個單位）的市場，需要低成本和更好、更寬的帶寬測試能力。這是市場上最嚴(yán)格、最大容量的測試需求之一。它們在性能方面都非常激進(jìn)。

智能手機是需要根據(jù)多種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試的設(shè)備示例，例如：藍(lán)牙、蜂窩 2G/3G/4G LTE、Wi-Fi 和 GPS 變體。?

有許多標(biāo)準(zhǔn)將應(yīng)用于整個電子測試和測量頻譜，從極低頻率的精度和音頻測試，到陸地移動無線電，后者的頻率較低，傳輸距離更長;數(shù)字廣播分析儀、手機測試設(shè)備、微波點對點測試設(shè)備、汽車防撞測試設(shè)備和5G研究。

對于所有這些頻譜或頻段，對于進(jìn)入這些系統(tǒng)的組件，組件本身必須在這些高頻下進(jìn)行測試，必須測試它們進(jìn)入的模塊，必須測試完成的印刷電路板，并且必須測試系統(tǒng)本身，這發(fā)生在生命的不同階段。一開始，這些階段可能是在實驗室的研發(fā)階段。所有這些設(shè)備都有合規(guī)性測試，然后是生產(chǎn)測試，然后是最終的工廠測試。所有這些頻段都有許多不同的測試階段，因此在非常寬的頻率范圍內(nèi)有各種不同的需求和應(yīng)用。

實現(xiàn)電子測試創(chuàng)新

所有這些新應(yīng)用都在市場上產(chǎn)生了許多不同的需求和趨勢。對數(shù)據(jù)的無限需求正在推動新的通信標(biāo)準(zhǔn)（更高的頻率、更寬的帶寬、Wi-Fi 和蜂窩網(wǎng)絡(luò)）。新興市場和無處不在的數(shù)據(jù)收集需要更低的測試成本。如果有數(shù)百億個單位都在通信，那么事情就無法像現(xiàn)在這樣進(jìn)行測試。必須真正提高性能，從而降低成本。

這些創(chuàng)新解決方案需要更高的頻率和更寬的帶寬測試。我們?nèi)绾螠y試一個具有多個無線電的設(shè)備，該設(shè)備非常大量地發(fā)貨，我們必須對其進(jìn)行多種類型的測試？必須減少測試時間，并且我們需要能夠確保在測試完成時不必重復(fù) - 測試高度準(zhǔn)確且可重復(fù)。這也推動了對可重新配置硬件平臺的需求。必須將同一平臺用作測試所有這些無線電標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備的通用基礎(chǔ)。

ADI已經(jīng)擁有并將來將擁有的RF和微波解決方案可提供從天線（傳感器）到處理器或云的寬帶RF和微波性能。這將為所有不同類型的測試提供可擴(kuò)展的性能和功能，以支持不同類別的儀器。ADI還使用更小、性能更高的解決方案實現(xiàn)了更高的集成度。能夠?qū)ν辉O(shè)備進(jìn)行多種標(biāo)準(zhǔn)的測試將導(dǎo)致設(shè)備更小。

信號鏈設(shè)備示例

ADI提供的一些高速和RF電子測試和測量產(chǎn)品包括示波器、RF功率計、矢量信號分析儀（VSA）、網(wǎng)絡(luò)分析儀、信號和頻譜分析儀、信號發(fā)生器、掃描儀/接收器、RF源、EMI測試接收器、寬帶放大器、電磁敏感性（EMS）測試系統(tǒng)、電纜和天線分析儀以及藍(lán)牙、WLAN和蜂窩模擬器。

矢量信號分析儀

矢量信號分析儀是一種在儀器范圍內(nèi)以單個頻率測量測量信號的幅度和相位的儀器。它可以以圖形方式和各種連接以各種形式提供，以測量代碼域功率、誤差矢量幅度和頻譜平坦度等。從這個基本儀器可以獲得多種測量值。ADI的優(yōu)勢在于ADC驅(qū)動器和ADC、直接數(shù)字頻率合成和時鐘發(fā)生芯片。ADI的PLL和VCO主導(dǎo)著RF儀器儀表，ADI開關(guān)無處不在。

矢量信號分析儀（以前稱為頻譜分析儀）測量并顯示幅度與頻率（頻域）的關(guān)系，但它通?？梢跃哂袝r域信息。就其顯示內(nèi)容而言，它變得非常通用。其輸入頻率范圍可以是 9 kHz 至 6 GHz 甚至更高。下一個更高的帶寬通常是13 GHz和26.5 GHz，最高可達(dá)77 GHz。因此，可以使用較低頻率的組件和系統(tǒng)測試上變頻和下變頻。

在收購之前，ADI公司僅擁有約20%的RF信號鏈?，F(xiàn)在，該公司增加了各種功能，如無源混頻器、射頻開關(guān)、窄帶和寬帶VCO，以及可調(diào)諧濾波器。幾乎每個RF組件都以某種方式得到了改進(jìn)。參見矢量信號分析儀信號鏈。

合成器

合成器是一種生成參考或比較信號以測試各種類型的設(shè)備的儀器。ADI公司的高速和RF器件產(chǎn)品組合包括無源混頻器、VCO、可調(diào)諧濾波器、開關(guān)等。這是關(guān)于創(chuàng)建各種信號，這種類型的塊可以是獨立類型的設(shè)備，也可以是另一種類型設(shè)備（如信號分析儀或網(wǎng)絡(luò)分析儀）中的塊。合成器是作為頻率發(fā)生器或調(diào)制組件的下一個模塊。參見頻率合成器信號鏈。

示波器

最后一個模塊是示波器，它是最有用的電子測試和測量設(shè)備類型之一。它提供信號的分析和顯示，例如幅度、頻率、上升時間、時間間隔和失真。這里發(fā)揮作用的ADI元件包括ADC，用于獲取位，然后可以對其進(jìn)行處理以用于顯示或分析。數(shù)字信號處理、濾波器、電壓增益放大器 （VGA） 和 PLL/VCO 等設(shè)備對于驅(qū)動在前面板上設(shè)置的示波器的時序是必需的。參見示波器信號鏈。

射頻和微波控制產(chǎn)品

射頻開關(guān)和衰減器是每件射頻設(shè)備中使用的一類重要組件。通過此次收購，ADI擁有非常廣泛的這些元件產(chǎn)品組合，用于簡單的開關(guān)目的，以及用于數(shù)字控制衰減的數(shù)字衰減。這包括用于控制輸入和輸出、發(fā)送和接收的開關(guān)，以及用于選擇各種濾波器的開關(guān)。

圖2.左側(cè)典型砷化鎵開關(guān)與硅開關(guān)的比較。

圖2顯示了砷化鎵（GaAs）與硅開關(guān)的示例。左側(cè)是砷化鎵開關(guān);右邊是一個硅開關(guān)。重要的區(qū)別在于，硅開關(guān)一直低至9 KHz，這對于需要放大器降至直流或極低頻率才能捕獲基帶類型信號和抗混疊的測試和測量應(yīng)用至關(guān)重要。

但這不僅僅是關(guān)于射頻。有各種各樣的轉(zhuǎn)換器：

AD9625 12位、2.6 GSPS/2.5 GSPS/2.0 GSPS模數(shù)轉(zhuǎn)換器

AD9691 14位、1.25 GSPS JESD204B、雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器

AD9684 14位、500 MSPS LVDS、雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器

AD9690 14位、500 MSPS/1 GSPS JESD204B模數(shù)轉(zhuǎn)換器

AD9152 雙通道、16位、2.25 GSPS、TxDAC+數(shù)模轉(zhuǎn)換器?

AD9154 四通道、16位、2.4 GSPS、TxDAC+數(shù)模轉(zhuǎn)換器

良好的射頻需要良好的功率

ADI目前擁有全球噪聲最低的LDO。低噪聲、高PSRR電源抑制比LDO是良好頻率生成所必需的。ADC用于測量信號，但RF DAC也用于生成和合成RF和高頻信號;圖 3 顯示了可能使用的各種組件。左側(cè)是ADC使用非常干凈的電源為各種電源軌供電，使用開關(guān)電源產(chǎn)生不同類型的電源軌，右側(cè)是使用RF DAC的典型應(yīng)用，同樣使用負(fù)LDO以獲得最低噪聲，因此為RF的DAC提供最高的精度和最穩(wěn)定的輸出。

圖3.轉(zhuǎn)換器的清潔電源會產(chǎn)生干凈的信號。左側(cè)是ADC，使用非常干凈的電源為各種電源軌供電。

不僅僅是硅

ADI不僅僅是硅。該公司很自豪能夠幫助工程師和設(shè)計師開發(fā)射頻系統(tǒng)，包括免費設(shè)計工具;基于合作伙伴FPGA的快速原型平臺;來自實驗室參考設(shè)計的電路，包括布局和設(shè)計;和工程師專區(qū)技術(shù)論壇。??

一種名為ADIsimRF的模擬設(shè)計工具?是一款RF信號鏈計算器，可以計算級聯(lián)增益、噪聲系數(shù)、IP3等。根據(jù)需要，可以插入、移除或臨時靜音多達(dá) 20 個不同的舞臺。

結(jié)論

本文討論了ADI目前涵蓋的廣泛范圍——高達(dá)100%的超高性能和復(fù)雜類型的設(shè)備。非常重要的一點是，ADI的元件幾乎可以滿足信號鏈上的所有功能間隙。ADI目前在RF半導(dǎo)體領(lǐng)域排名#1，現(xiàn)在可以捕獲高達(dá)100%的RF信號鏈，涵蓋從0 Hz到110 GHz的完整頻率范圍，擁有1000多個RF和微波器件，在轉(zhuǎn)換器和線性器件中保持#1的領(lǐng)先地位。

審核編輯：郭婷