電子的情報収集および対抗手段

図1に示す回路は範囲が45dBの高精度40GHzマイクロ波パワー・メーターで、必要なコンポーネントは2つだけです。RF検出器は、アナログ直線化回路が後に続くショットキー・ダイオードを使用する革新的な検出セルを備えています。低消費電力の12ビット1MSPS A/Dコンバータ（ADC）は、シリアル・ペリフェラル・インターフェース（SPI）ポートにデジタル出力を送ります。

測定実行前に、測定対象となる特定のRF周波数で簡単な校正ルーチンが実行されます。その後、測定モードでシステムを動作させることができます。測定モードでは、CN-0366評価用ソフトウェアが、検出器の入力に加えられる校正済みのRF入力電力をdBm単位で表示します。

この回路の総消費電力は5V単電源使用時で9mW未満です。

この回路は、35MHzから4.4GHzまで、90dBの検出範囲を持つ周波数選択性無線周波数（RF）検出器です。周波数スペクトル内の信号識別を行わない標準的な検出器と異なり、この回路は狭い周波数帯域に焦点を当てることができるので、指定された範囲内での性能が向上します。この検出器はRMS応答回路で、温度や周波数が変化しても安定しているため、周波数精度の高い選択性のRFパワー測定が求められるアプリケーションにとって魅力的なソリューションです。また、不要な妨害波に対する高い耐性も備えています。図1に簡略化した回路図を示します。

図1に示す回路は、超高ダイナミック・レンジ差動アンプ・ドライバADL5565と11ビット、200 MSPSの4ch IFレシーバAD6657Aをベースにした信号帯域幅65 MHzのレシーバ・フロントエンドです。

4次バターワース・アンチエイリアス・フィルタは、アンプとIFレシーバの特性およびインターフェース条件に基づいて最適化されています。フィルタ回路やその他の抵抗成分による合計挿入損失は、わずか2.0 dBです。回路全体の信号帯域幅は65 MHzであり、ローパス・フィルタは1 dB帯域幅が190 MHz、3 dB帯域幅が210 MHzの性能を持っています。パスバンド平坦性は1 dBです。

この回路は、140 MHzを中心とする信号帯域幅65 MHzのIF信号を184.32 MSPSのサンプリング・レートで処理するように最適化されています。140 MHzのアナログ入力で65 MHzの信号帯域幅で測定されたS/N比とSFDRは、それぞれ70.1 dBFSと80.9 dBcです。

図1に示す回路は差動アンプADL5565とADコンバータAD9467 の間に最適のインターフェースを施した16ビット、250 MSPS、狭帯域、高域IF、レシーバ・フロント・エンドです。

 AD9467はSNR性能が約75.5 dBFS、SFDR性能が95 dBFS～98 dBFSのバッファ入力16ビット、200 MSPS（又は250 MSPS）ADCです。差動アンプADL5565は広入力帯域幅、低歪、高出力直線性なので、IFサ

この回路ノートでは高性能を維持し信号損失を最小にするインターフェース回路とアンチエイリアシング・フィルタを設計する系統的な手順について説明します。中心周波数200 MHzのもっとも平坦なバターワース4次バンドパス・フィルタを設計するために共振方式を使用しています。

図1に示した回路は超低ノイズ差動アンプ・ドライバ ADA4960-1と12ビット、500 MSPS、A/DコンバータAD9434 をベースにした広帯域レシーバ・フロントエンドです。

3次バターワ―ス・アンチエイリアシング（折返し誤差防止）・フィルタはアンプとA/Dコンバータ（ADC）の性能とインターフェースをベースに最適化されています。フィルタ回路、トランス、その他の抵抗性部品による全体の挿入損失はわずかに1.2 dBです。

回路全体の-1dB帯域幅は290 MHzです。アナログ入力が140 MHzの時、SNR と SFDRの実測値はそれぞれ64.1 dBFS と 70.4 dBcです。

図1に示す回路は、超低ノイズ差動アンプ・ドライバADL5562と16ビット、250 MSPS A/DコンバータAD9467をベースにした広帯域レシーバのフロントエンドです。

3次バターワース・アンチエイリアシング・フィルタは、アンプとADCの性能およびインターフェースの要件に基づいて最適化されています。フィルタ・ネットワークと他の部品による損失はわずか1.8 dBです。

回路全体の帯域幅は152 MHz、通過帯域の平坦性は1 dBです。120 MHzのアナログ入力を使って測定したSNRは72.6 dBFS、SFDRは82.2 dBcです。

多くのシステムは、ミックスド・シグナル処理やタイミング処理のために複数の低ジッタのシステム・クロックを必要とします。図1に示す回路は、フェーズロック・ループ（PLL）と電圧制御発振器（VCO）を内蔵したADF4351とADCLK948のインターフェースを行います。ADCLK948は、ADF4351の差動出力の1つから最大8個の差動の低電圧ポジティブ・エミッタ結合ロジック（LVPECL）出力を供給します。

最近のデジタル・システムは、多くの場合、クロック源のロジック・レベルとは異なる多くの高品質クロックを必要とします。完全性を損なうことなく別の回路素子へクロックを高精度で分配するには、バッファリングの追加を要することがあります。この回路ノートでは、ADF4351クロック源とADCLK948クロック・ファンアウト・バッファのインターフェースについて説明し、測定結果からクロック・ファンアウト・バッファによる付加ジッタが75fs rmsであることを示します。

図1に示す回路は、超低ノイズ差動アンプ・ドライバADL5565と14ビット、250MSPS A/Dコンバータ（ADC）AD9642をベースにした狭帯域バンドパス・レシーバ・フロントエンドです。

3次バターワース・アンチエイリアシング･フィルタは、アンプとADCの性能とインターフェースの要件に基づいて最適化されています。フィルタ回路やその他の要素による総合挿入損失はわずか5.8dBです。

通過帯域の平坦度が3dBの回路全体の帯域幅は18MHzです。127MHzのアナログ入力で測定した信号対ノイズ比（SNR）とスプリアスフリー・ダイナミック・レンジ（SFDR）は、それぞれ71.7dBFSと92dBcです。サンプリング周波数が205MSPSなので、第2ナイキスト・ゾーンのIF入力信号の位置は102.5MHzと205MHzの間になります。

この回路は高帯域ダイレクト・コンバージョン送信器（入 力：アナログ・ベースバンド、出力： RF)のアナログ部分の 完全な構成です。500 MHz ～ 4.4 GHzのRF周波数は高帯域の 内蔵電圧制御発信器(VCO)とフェーズ・ロック・ループ（ＰＬ Ｌ）を使用してサポートされています。PLLからの局部発信器 (LO)の高周波フィルタ処理により、優れた直交精度、側波帯 抑圧と低EVMが保証されています。

低ノイズ、低ドロップアウトのレギュレータ(LDOs)を使用しているので、パワーマネージメント回路は位相ノイズとEVMに悪影響を及ぼしません。このデバイスの組み合わせにより500 MHz ～ 4.4 GHzの周波数範囲にわたって業界最先端のダイレクト・コンバージョン送信器の性能を表します。

この回路はADL5902TruPwr™ 検出器を使って、さまざまなクレスト・ファクタ（ピーク対平均比）のRF信号のRMS信号強度を、約65 dBのダイナミック・レンジで計測できます。50 MHzから9 GHzまでの周波数で動作します。

計測結果は12ビットADC（AD7466）の出力で、シリアル・データとして得られます。室温での簡単な4点補正によるシステム・キャリブレーションを、デジタル領域で行っています。

RF検出器とADC間のインターフェースはシンプルで、2個の信号スケーリング（分圧）抵抗で構成され、能動素子はありません。またADL5902の2.3 V内蔵リファレンス電圧により、マイクロパワーADCに対して、電源電圧とリファレンス電圧を供給しています。AD7466はパイプライン遅延がなく、読出し専用のSAR ADCとして動作します。

回路全体で約±0.5 dBの温度安定性を実現しています。

2つのデバイスが−40°C～+85°Cの温度範囲で動作するようすが、データとして以降で示されています。

This circuit is a high performance, dual channel IF sampling receiver, also called a “main” and "diversity" receiver in base station terminology. The downconverting receiver uses a single IF frequency of 153.6 MHz and includes a dual downconverting mixer, digitally controlled dual VGA, dual ADC, and clock synthesizer. The circuit takes an incoming RF waveform and outputs a dual 14-bit resolution digital data stream. It is optimized for high frequency IF sampling and provides exceptional spurious-free dynamic range (SFDR) performance of 79.61 dBc with a sampling rate of 122.88 MSPS at the high gain setting.

図 1 は、RF 信号源から 9 kHz ～ 6 GHz の周波数範囲で出力されるパワーを、公称 45 dBm（−30 dBm ～ +15 dBm）の入力電力範囲で正確に測定する RF パワー測定回路です。

この回路で、5 V の USB 電源で駆動できる小型でフル機能のrms RF パワー・メーターを構築できます。測定用のシグナル・チェーンは、rms 応答 RF パワー・ディテクタと 12 ビットの高精度 A/D コンバータ（ADC）で構成されています。この 2 つのデバイスは、CMOS リニア電圧レギュレータが 5 V の USB 電源から生成する 3.3 V の電圧で駆動します。

簡単な校正ルーチンを数多くの周波数で行うことにより、回路のいかなる周波数応答の変動も補償することができます。校正データはルックアップ・テーブルに保存され、RF パワー測定中に参照されます。

図1 に示す回路は1 GHz ～ 28 GHz のワイヤレス・トランスミッタのリターン・ロスを高精度に測定し、システム・キャリブレーションを必要としません。

この回路は1 枚の回路ボードに実装され、無反射RF スイッチ、マイクロ波RF 検出器、12 ビットの高精度A/D コンバータ（ADC）を使用しています。できるだけ広い周波数範囲で回路を評価するため、狭帯域の表面実装ディレクショナル・カプラの代わりに、SMA コネクタ付きのデュアル・ポート・ディレクショナル・カプラを使用しました。

この回路は、25 dB の入力電力範囲で最大20 dB のリターン・ロスを測定します（これより小さな入力電力範囲では20 dB を超えるリターン・ロスを測定可能）。

この回路には、RF 検出器からのデジタル化された電圧の簡単な比を使ってリターン・ロスを計算する独自の機能があるため、システム・キャリブレーションが不要です。

自動ゲイン制御（AGC）回路は、シンセサイザの振幅安定化、トランスミッタの出力電力制御、あるいはレシーバーのダイナミック・レンジの最適化など、さまざまなアプリケーションに役立ちます。図 1 に示す回路は、ADL6010 検出器を HMC985A電圧可変減衰器（VVA）と HMC635 RF アンプとともに用いて、広範囲の入力周波数（20 GHz ～ 37.5 GHz）と振幅にわたって自動ゲイン制御を行います。この回路ノートに記載の AGC性能指数で評価した回路性能は、20 GHz ～ 30 GHz の範囲で非常に良好です。回路全体のゲインは 30 GHz を超えると低下します。しかし、マッチング技術を使用することで狭帯域での性能を改善することができます（詳細説明は本回路ノートでは省略）。

AGC 回路は、マイクロ波計装システムやレーダーを用いた測定システムに応用されています。

図1に示す回路は真のRMS応答パワー検出器で、可変ゲイン・アンプ（VGA）とRMS応答パワー検出器を使って約95dBの広い検出レンジを実現します。RMS検出器は、レシーバ、トランスミッタなど、信号パワーの正確な測定を必要とするアプリケーションに最適です。この回路はRMSパワーを測定するので、多様なクレスト・ファクタや変化するクレスト・ファクタのシステムでの使用に適しています。このようなシステムの例としては、QAM変調を使用したあらゆるシステムの他に、GSM/EDGE、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA、LTEをベースにしたワイヤレス基地局などがあります。

ADL5902 RMS 検出器の検出レンジは65dBで、デシベル・リニアのAD8368 VGAを追加すれば、95dBまで拡張することができます。ADL5902のTADJ機能を使うことにより、回路全体の温度安定性が得られます。ノイズを低減して感度を上げるためにADL5902とVGAの間にSAWフィルタを配置します。また、これにより、回路の周波数範囲がSAWフィルタのパスバンド範囲まで縮小されます。

この回路は、広帯域ダイレクト・コンバージョン・トランスミッタのアナログ部（アナログ・ベースバンド入力、アナログRF出力）に導入可能な完結回路です。広帯域の電圧制御発振器（VCO）を内蔵したPLLを使用して、30MHz～2.2GHzのRF周波数をサポートします。1分周（分周なし）の局部発振器（LO）段を使った変調器（CN-0285で説明）と異なり、LOの高調波フィルタリングは不要です。

最適な性能を実現するには、変調器のLO入力が差動でドライブされることが必要です。ADF4351は、差動のRF出力を提供するので、適切な組み合わせとなります。このPLLと変調器のインターフェースは、全てのI/Q変調器と2×LOベースの位相スプリッタを携えたI/Q復調器に適用可能です。低ノイズのLDOを使用しているので、パワーマネージメント回路は位相ノイズとEVMに悪影響を与えません。このような部品の組み合わせによって、30 MHz～2.2 GHzの周波数範囲にわたり、業界最先端のダイレクト・コンバージョン・トランスミッタ性能を実現します。2.2GHz以上の周波数に関しては、CN-0285で説明しているように、1分周の変調器を使用することをお勧めします。

この回路は、周波数を高くまたは低く変換する必要のある広帯域アプリケーションにおいて魅力ある最適なソリューションを提供します。2個のチップを搭載した回路で、35MHz～4400MHzの広いLO周波数範囲をカバーします。LOインターフェースはシンプルでグルーレスな構造のため、バラン、マッチング・ネットワーク、およびLOバッファを必要としません。さらに、本ミキサーのバイアス調整機能では、アプリケーション条件または入力信号の大きさに基づいて、IP3、ノイズ指数、および電源電流を最適化することが可能です。

 

図1. VCOを内蔵したADF4351 PLL と ADL5801 広帯域アクティブ・ミキサー間の広帯域インターフェース
（簡易回路図：全接続の一部およびデカップリングは省略されています）