NJG1157PCD GPS and GLONASS フロントエンドモジュール 概要 NJG1157PCD は GPS 及び GLONASS での使用を主目的としたフロントエンドモジュールです 本製品は内蔵する高性能 SAW フィルタ及び LNA による高利得 低雑音指数 高線形性 及び高帯域外減衰

Transcription

1 GPS and GLONASS フロントエンドモジュール 概要 は GPS 及び GLONASS での使用を主目的としたフロントエンドモジュールです 本製品は内蔵する高性能 SAW フィルタ及び LNA による高利得 低雑音指数 高線形性 及び高帯域外減衰特性を特徴とします 本製品は 1.V~.V の広い電源電圧で動作するとともに スタンバイ機能により通信機器の低消費電流化に貢献します 本製品は-~+ の広い温度範囲で動作可能です 本製品は外部回路をわずか 素子で構成し 小型 薄型かつ RoHS 対応 / ハロゲンフリーの HFFP-CD パッケージを採用することで実装面積の低減に貢献します 外形 特徴 GPS 及び GLONASS 対応 低動作電圧 1./.V typ. 低消費電流./.mA DD =1./.V, V CTL =1.V 高利得 低雑音指数.1µA DD =1./.V, V CTL =V (Stand-by mode) 17./1.dB DD =1./.V, V CTL =1.V, f=17mhz, 197~1MHz 1./1.dB DD =1./.V, V CTL =1.V, f=17mhz 1.7/1.7dB DD =1./.V, V CTL =1.V, f=197~1mhz 高帯域外減衰 dbc relative to 17MHz 小型パッケージ RoHS 対応 ハロゲンフリー MSL1 7dBc relative to 17MHz HFFP-CD:.mmx.mmx.mm max. 端子配列 (Top View) ブロックダイアグラム 1 GND VCTL VDD NC(GND) Post-Filter LNA Pre-Filter PostOUT NC (GND) 9 LNAIN PreOUT 7 端子配列 1. GND. VCTL. VDD. NC(GND). PreIN. GND 7. PreOUT. LNAIN 9. NC(GND). PostOUT RF IN Pre-Filter V CTL LNA V DD Post-Filter RF OUT PreIN GND Exposed pad: GND 真理値表 H =V CTL (H), L =V CTL (L) VCTL モード H アクティブモード L スタンバイモード 注 : 本資料に記載された内容は 予告なく変更することがあります Ver

2 絶対最大定格 T a =+ C, Z s =Z l =Ω 項目記号条件定格単位 電源電圧 V DD. V 切替電圧 V CTL. V 入力電力 消費電力 P IN (inband) P IN (outband) P D V DD =.V, f=17, 197~1MHz V DD =.V, f=~1, 17~MHz 層スルーホール付き FR 基板実装時 (1.x11.mm), T j =1 C +1 dbm +7 dbm mw 動作温度 T opr -~+ C 保存温度 T stg -~+1 C 電気的特性 1 (DC 特性 ) ( 共通条件 : T a =+ C) 項目 記号 条件 最小 標準 最大 単位 電源電圧 V DD V 切替電圧 (High) V CTL(H) V 切替電圧 (Low) V CTL(L). V 動作電流 1 動作電流 動作電流 動作電流 I DD1 I DD I DD I DD RF OFF, V DD =.V, V CTL =1.V RF OFF, V DD =1.V, V CTL =1.V RF OFF, V DD =.V, V CTL =V RF OFF, V DD =1.V, V CTL =V -.. ma -..9 ma -.1. µa -.1. µa 切替電流 I CTL V CTL =1.V µa - -

3 電気的特性 (RF) 共通条件 : V DD =.V, V CTL= 1.V, f RF =17MHz, 197~1MHz, T a =+ C, Z s =Z l =Ω, 指定の外部回路による項目記号条件最小標準最大単位 小信号利得 (GPS)1 小信号利得 (GLONASS)1 雑音指数 (GPS)1 雑音指数 (GLONASS)1 1dB 利得圧縮時入力電力 1 GainGPS1 GainGLN1 NFGPS1 NFGLN1 f=17mhz (GPS), コネクタ損失除く (.19dB) f=197~1mhz (GLONASS) コネクタ損失除く (.19dB) f=17mhz (GPS), コネクタ損失除く (.9dB) f=197~1mhz (GLONASS), コネクタ損失除く (.9dB) db db db db P-1dB(IN)1 f=17, 197~1MHz dbm 入力 次インターセプトポイント 1 IIP_1 f1=17mhz, f=f1+/-1mhz, Pin=-dBm dbm アウトバンド入力 次インターセプトポイント 1 アウトバンド入力 次インターセプトポイント 1 7MHz 帯高調波 1 アウトバンド 1dB 利得圧縮時入力電力 1 ローバンド減衰量 1 ハイバンド減衰量 1 WLAN バンド減衰量 1 RF IN ポートリターンロス (GPS)1 RF IN ポートリターンロス (GLONASS)1 RF OUT ポートリターンロス (GPS )1 RF OUT ポートリターンロス (GLN)1 IIP_OB1 IIP_OB1 fo1 P-1dB(IN) _OB1-1 P-1dB(IN) _OB1- BR_L1 BR_H1 BR_W1 f1=.mhz at +1dBm, f=mhz at +1dBm, fmeas=17.mhz f1=171.7mhz at +1dBm, f=1mhz at +1dBm, fmeas=17.mhz 妨害波条件 : 77.7MHz at +1dBm 高調波測定周波数 : 17.MHz fjam=9mhz, fmeas=17mhz at Pin=-dBm fjam=17mhz, fmeas=17mhz at Pin=-dBm f=7~91mhz, relative to 17MHz f=17~19mhz, relative to 17MHz f=~mhz, relative to 17MHz dbm dbm dbm dbm dbm - - dbc dbc dbc RLiGPS1 f=17mhz (GPS) db RLiGLN1 f=197~1mhz (GLONASS) db RLoGPS1 f=17mhz (GPS) db RLoGLN1 f=197~1mhz (GLONASS) db 群遅延時間偏差 1 GDTD1 f=197~1mhz (GLONASS) -. - ns - -

4 電気的特性 (RF) 共通条件 : V DD =1.V, V CTL =1.V, f RF =17MHz, 197~1MHz, T a =+ C, Z s =Z l =Ω, 指定の外部回路による項目記号条件最小標準最大単位 小信号利得 (GPS) 小信号利得 (GLONASS) 雑音指数 (GPS) 雑音指数 (GLONASS) 1dB 利得圧縮時入力電力 GainGPS GainGLN NFGPS NFGLN f=17mhz (GPS), コネクタ損失除く (.19dB) f=197~1mhz (GLONASS) コネクタ損失除く (.19dB) f=17mhz (GPS), コネクタ損失除く (.9dB) f=197~1mhz (GLONASS), コネクタ損失除く (.9dB) db db db db P-1dB(IN) f=17, 197~1MHz dbm 入力 次インターセプトポイント IIP_ f1=17mhz, f=f1+/-1mhz, Pin=-dBm dbm アウトバンド入力 次インターセプトポイント アウトバンド入力 次インターセプトポイント 7MHz 帯高調波 アウトバンド 1dB 利得圧縮時入力電力 ローバンド減衰量 ハイバンド減衰量 WLAN バンド減衰量 RF IN ポートリターンロス (GPS) RF IN ポートリターンロス (GLONASS) RF OUT ポートリターンロス (GPS) RF OUT ポートリターンロス (GLN) IIP_OB IIP_OB fo P-1dB(IN) _OB-1 P-1dB(IN) _OB- BR_L BR_H BR_W f1=.mhz at +1dBm, f=mhz at +1dBm, fmeas=17.mhz f1=171.7mhz at +1dBm, f=1mhz at +1dBm, fmeas=17.mhz 妨害波条件 : 77.7MHz at +1dBm 高調波測定周波数 : 17.MHz fjam=9mhz, fmeas=17mhz at Pin=-dBm fjam=17mhz, fmeas=17mhz at Pin=-dBm f=7~91mhz, relative to 17MHz f=17~19mhz, relative to 17MHz f=~mhz, relative to 17MHz dbm dbm dbm dbm dbm - - dbc dbc dbc RLiGPS f=17mhz (GPS) db RLiGLN f=197~1mhz (GLONASS) db RLoGPS f=17mhz (GPS) - - db RLoGLN f=197~1mhz (GLONASS) db 群遅延時間偏差 GDTD f=197~1mhz (GLONASS) -. - ns - -

5 端子情報 番号端子名機能説明 1 GND 接地端子です RF 特性を劣化させないために IC ピン近傍で接地電位に接続してください VCTL 切替電圧印加端子です VDD NC(GND) 電源電圧供給端子です 端子近傍にバイパスキャパシタ C1 を接続して下さい この端子はチップ内部との接続がありません 基板上で接地電位に接続して下さい PreIN RF 信号入力端子です pre-saw フィルタの入力側に接続されます GND 7 PreOUT LNAIN 9 NC(GND) PostOUT Exposed Pad GND 接地端子です RF 特性を劣化させないために IC ピン近傍で接地電位に接続してください pre-saw フィルタの出力側に接続されます 外部整合回路 L1 を介して LNAIN 端子と接続されます LNA の RF 信号入力端子です 外部整合回路 L1 を介して RF 信号が入力されます この端子には DC ブロッキングキャパシタが内蔵されています この端子はチップ内部との接続がありません 基板上で接地電位に接続して下さい RF 信号出力端子です この端子は post-saw フィルタと接続されます SAW フィルタは構造上 DC 信号をブロックするため 基本的には外部 DC ブロッキングキャパシタは不要です 接地端子です RF 特性を劣化させないために IC ピン近傍で接地電位に接続してください - -

6 特性例共通条件 : V DD =.V, V CTL =1.V, Ta= C, Z s =Z l =Ω, 指定の外部回路による S11, S S1, S1 VSWR Zin, Zout - -

7 特性例 Conditions: V DD =.V, V CTL =1.V, Ta= C, Z s =Z l =Ω, 指定の外部回路による NF, Gain vs. frequency (VDD=.V, VCTL=1.V) S1 vs. Frequency (V DD =.V, V CTL =1.V) Noise Figure (db) 1 Gain NF 1 Gain (db) S1 (db) (NF, Gain: Exclude PCB, Connector Losses) frequency (GHz) Frequency (GHz) Group Delay vs. frequency (VDD=.V, VCTL=1.V) Group Delay (ns) frequency (GHz) Pout, IDD vs. Pin (VDD=.V, VCTL=1.V, frf=17mhz) 9 Pout, IM vs. Pin (VDD=.V, VCTL=1.V, f1=17mhz, f=17mhz) P-1dB(OUT)=+.dBm OIP=+1.7dBm Pout Pout (dbm) Pout IDD 7 IDD (ma) Pout, IM (dbm) IM - - P-1dB(IN)=-1.1dBm Pin (dbm) IIP=-.1dBm Pin (dbm) - 7 -

8 特性例 Conditions: V DD =.V, V CTL =1.V, Ta= C, Z s =Z l =Ω, 指定の外部回路による Out-of-band P-1dB (fjam=9mhz) (VDD=.V, VCTL=1.V, f meas =17MHz at Pin=-dBm) Out-of-band P-1dB (fjam=17mhz) (VDD=.V, VCTL=1.V, f meas =17MHz at Pin=-dBm) Gain Gain 1 1 Gain (db) Gain (db) P-1dB(IN)_OB > +.dbm (Gain: Exclude PCB, Connector Losses) Pin at 9MHz (dbm) P-1dB(IN)_OB > +.dbm (Gain: Exclude PCB, Connector Losses) Pin at 17MHz (dbm) Out-of-band IIP (V DD =.V, V CTL =1.V, f meas =17.MHz, f1=.mhz, f=mhz) Out-of-band IIP (VDD=.V, VCTL=1.V, fmeas=17.mhz, f1=171.7mhz, f=1mhz) Pout, IM (dbm) Pout IM Pout, IM (dbm) Pout IM - IIP_OB=+7.dBm Pin (dbm) - IIP_OB=+7.dBm Pin (dbm) nd Harmonics (V DD =.V, V CTL =1.V, fin=77.7mhz, f meas =17.MHz) nd Harmonics(dBm) fo=-.7dbm Pin(dBm) - -

9 特性例 Conditions: V DD =1.V, V CTL =1.V, Ta= C, Z s =Z l =Ω, 指定の外部回路による S11, S S1, S1 VSWR Zin, Zout - 9 -

10 特性例 Conditions: V DD =1.V, V CTL =1.V, Ta= C, Z s =Z l =Ω, 指定の外部回路による S1 vs. Frequency NF, Gain vs. frequency (V (VDD=1.V, VCTL=1.V) DD =1.V, V CTL =1.V) Noise Figure (db) 1 Gain NF 1 Gain (db) S1 (db) (NF, Gain: Exclude PCB, Connector Losses) frequency (GHz) Frequency (GHz) Group Delay vs. frequency (VDD=1.V, VCTL=1.V) Group Delay (ns) frequency (GHz) Pout, IDD vs. Pin (VDD=1.V, VCTL=1.V, frf=17mhz) 9 Pout, IM vs. Pin (VDD=1.V, VCTL=1.V, f1=17mhz, f=17mhz) Pout (dbm) P-1dB(OUT)=-.7dBm Pout IDD 7 IDD (ma) Pout, IM (dbm) OIP=+11.dBm Pout IM - P-1dB(IN)=-17.dBm Pin (dbm) - IIP=-.dBm Pin (dbm) - -

11 特性例 Conditions: V DD =1.V, V CTL =1.V, Ta= C, Z s =Z l =Ω, 指定の外部回路による Out-of-band P-1dB (fjam=9mhz) (VDD=1.V, VCTL=1.V, f meas =17MHz at Pin=-dBm) Out-of-band P-1dB (fjam=17mhz) (VDD=1.V, VCTL=1.V, f meas =17MHz at Pin=-dBm) Gain Gain 1 1 Gain (db) Gain (db) P-1dB(IN)_OB > +.dbm (Gain: Exclude PCB, Connector Losses) Pin at 9MHz (dbm) P-1dB(IN)_OB > +.dbm (Gain: Exclude PCB, Connector Losses) Pin at 17MHz (dbm) Out-of-band IIP (V DD =1.V, V CTL =1.V, f meas =17.MHz, f1=.mhz, f=mhz) Out-of-band IIP (VDD=1.V, VCTL=1.V, fmeas=17.mhz, f1=171.7mhz, f=1mhz) Pout, IM (dbm) Pout IM Pout, IM (dbm) Pout IM - IIP_OB=+7.1dBm Pin (dbm) - IIP_OB=+.dBm Pin (dbm) nd Harmonics (V DD =1.V, V CTL =1.V, fin=77.7mhz, f meas =17.MHz) nd Harmonics(dBm) fo=-.dbm Pin(dBm)

12 特性例 Conditions: V DD =.V, V CTL =1.V, Z s =Z l =Ω, 指定の外部回路による Gain, NF vs. Temperature (VDD=.V, VCTL=1.V, frf=17mhz). Return Loss vs. Temperature (VDD=.V, VCTL=1.V, frf=17mhz) Gain (db) Gain NF Noise Figure (db) Return Loss (db) 1 RLout RLin 1. (Gain, NF: Exclude PCB, Connector Losses) Temperature ( o C) Temperature ( o C) Rejection (dbc) 9 7 Rejection vs. Temperature (VDD=.V, VCTL=1.V) 91MHz 19MHz MHz Temperature ( o C) Group Delay Time Deviation (nsec) 1 Group Delay Time Deviation vs. Temperature (VDD=.V, VCTL=1.V, frf=197~1mhz) Temperature ( o C) 7 IDD vs. Temperature (VDD=.V, VCTL=1.V/V, RF OFF) 1. IDD mode 1 IDD (active mode) IDD (stand-by mode) IDD mode Temperature ( o C) - 1 -

13 特性例 Conditions: V DD =.V, V CTL =1.V, Z s =Z l =Ω, 指定の外部回路による - P-1dB(IN) vs. Temperature (VDD=.V, VCTL=1.V, frf=17mhz) OIP, IIP vs. Temperature (VDD=.V, VCTL=1.V, f1=17mhz, f=17mhz, Pin=-dBm) - P-1dB(IN) (dbm) P-1dB(IN) OIP (dbm) OIP IIP IIP (dbm) Temperature ( o C) Temperature ( o C) Out-of-band IIP vs. Temperature (VDD=.V, VCTL=1.V, fmeas=17.mhz, f1=.mhz at Pin=+1dBm, f=mhz at Pin=+1dBm) Out-of-band IIP vs. Temperature (VDD=.V, VCTL=1.V, fmeas=17mhz, f1=171mhz at Pin=+1dBm, f=11mhz at Pin=+1dBm) Out-of-band IIP (dbm) 7 IIP_OB Out-of-band IIP (dbm) 7 IIP_OB Temperature ( o C) Temperature ( o C) nd Harmonics vs. Temperature (VDD=.V, VCTL=1.V, frf=77.7mhz) k-factor vs. frequency (V DD =.V, V CTL =1.V) nd Harmonics (dbm) fo k-factor 1 - o C - o C o C + o C + o C + o C Temperature ( o C) 1 frequency(ghz) - 1 -

14 特性例 Conditions: V CTL =1.V, Ta= C, Z s =Z l =Ω, 指定の外部回路による Gain, NF vs. VDD (VCTL=1.V, frf=17mhz) Return Loss vs. VDD (VCTL=1.V, frf=17mhz) Gain (db) Gain NF Noise Figure (db) Return Loss (db) 1 RLout RLin 1. (Gain, NF: Exclude PCB, Connector Losses) VDD (V) VDD (V) Rejection (dbc) Rejection vs. VDD (VCTL=1.V) 91MHz 19MHz MHz VDD (V) Group Delay Time Deviation (nsec) Group Delay Time Deviation vs. VDD (V DD =.V, V CTL =1.V, frf=197~1mhz) VDD (V) IDD vs. VDD (VCTL=1.V/V, RF OFF). IDD mode 1 IDD (active mode) IDD (stand-by mode) VDD (V) IDD mode - 1 -

15 特性例 Conditions: V CTL =1.V, Ta= C, Z s =Z l =Ω, 指定の外部回路による - P-1dB(IN) vs. VDD (VCTL=1.V, frf=17mhz) OIP, IIP vs. VDD (VCTL=1.V, f1=17mhz, f=17mhz, Pin=-dBm) - 1 P-1dB(IN) (dbm) P-1dB(IN) OIP (dbm) OIP IIP - - IIP (dbm) VDD (V) VDD (V) Out-of-band IIP vs. VDD (VCTL=1.V, fmeas=17.mhz, f1=.mhz at Pin=+1dBm, f=mhz at Pin=+1dBm) Out-of-band IIP vs. VDD (VCTL=1.V, fmeas=17mhz, f1=171mhz at Pin=-dBm, f=11mhz at Pin=-dBm) Out-of-band IIP (dbm) 7 IIP_OB Out-of-band IIP (dbm) 7 IIP_OB VDD (V) VDD (V) nd Harmonics vs. VDD (VCTL=1.V, frf=77.7mhz) nd Harmonics (dbm) fo VDD (V) - 1 -

16 外部回路 (Top View) 1 Post-Filter RF OUT GND Post/OUT V CTL VCTL NC(GND) 9 V DD C1 pf VDD NC(GND) LNA LNAIN Pre/OUT RF IN Pre/IN Pre-Filter 7 GND L1.nH 部品リスト 部品番号 L1 C1 型名 村田製作所製 LQW1A シリーズ 村田製作所製 GRM シリーズ - 1 -

17 基板実装図 (Top View) V DD V CTL PCB 基板 : FR- 基板厚 :.mm マイクロストリップライン幅 :.mm (Z =Ω) サイズ : 1.mm x 1.mm RF IN C1 RF OUT L1 < PCB レイアウトガイドライン > PCB PKG Terminal PKG Outline GND Via Hole Diameter φ=.mm,.mm デバイス使用上の注意事項 RFIN 端子と RFOUT 端子の結合を防ぐために FEM の下にグランドパターンを配置して下さい 外部素子は FEM に極力近づけるように配置して下さい RF 特性を損なわないために FEM の GND 端子は最短距離で基板のグランドパターンに接続できるパターンレイアウトを行ってください また グランド用スルーホールも同端子のできるだけ近傍に配置してください

18 推奨フットパターン (HFFP-CD パッケージ ) : ランド Package :.mm x.mm : マスク ( 開口部 ) * メタルマスク厚 : µm : レジスト ( 開口部 ) Metal MASK Detail - 1 -

19 NF 測定ブロックダイアグラム使用測定器 NF アナライザ :Agilent 97A ノイズソース :Agilent A NF アナライザ設定 Measurement mode form Device under test :Amplifier System downconverter :off Mode setup form Sideband :LSB Averages :1 Average mode :Point Bandwidth :MHz Loss comp :off Tcold : ノイズソース本体の温度を入力 (.1K) Noise Source (Agilent A) Preamplifier NJG11UA Gain 1dB NF 1.dB NF Analyzer (Agilent N97A) * 測定精度向上のため プリアンプを使用しています * ノイズソース プリアンプ NF アナライザは直接接続 Input (Ω) Noise Source Drive Output キャリブレーション時 NF Analyzer (Agilent N97A) Noise Source (Agilent A) Preamplifier NJG11UA Gain 1dB NF 1.dB * ノイズソース DUT プリ アンプ NF アナライザは 直接接続 IN DUT OUT Input (Ω) Noise Source Drive Output NF 測定時

20 パッケージ外形図 (HFFP-CD) TOP VIEW SIDE VIEW BOTTOM VIEW パッケージサイズ :.±.1mm.mm max. 電極寸法公差 : ±.mm 単位 : mm 基板 : セラミック 端子処理 : Au Lid : SnAg/Kovar/Ni 重量 (typ.) : 1.mg Exposed PAD Ground connection is required. ガリウムヒ素 (GaAs) 製品取り扱い上の注意事項この製品は 法令で指定された有害物のガリウムヒ素 (GaAs) を使用しております 危険防止のため 製品を焼いたり 砕いたり 化学処理を行い気体や粉末にしないでください 廃棄する場合は 関連法規に従い 一般産業廃棄物や家庭ゴミとは混ぜないでください この製品は静電放電 サージ電圧により破壊されやすいため 取り扱いにご注意下さい < 注意事項 > このデータブックの掲載内容の正確さには万全を期しておりますが 掲載内容について何らかの法的な保証を行うものではありません とくに応用回路については 製品の代表的な応用例を説明するためのものです また 工業所有権その他の権利の実施権の許諾を伴うものではなく 第三者の権利を侵害しないことを保証するものでもありません 本製品は 中空 PKG であり 外部からのストレスに影響を受けやすい構造となっております よって 下記内容に関して注意していただき 評価を行った上で ご使用願います 1 本製品を実装後 トランスファーモールト やホ ッティンク など行う場合は 成型上に関わる収縮ストレスや温度変化に対する耐性の確認を御願いいたします 本製品を実装する場合には コレット径を 1mmφ 以上にし 静荷重として N 以下での実装を推奨いたします 動荷重に関しては 接触面積 / スヒ ート / 荷重など考慮し 確認の上 ご使用願います - -