本應用筆記給出了MAX2653 SiGe LNA的替代RF匹配網絡,該網絡針對GPS頻段(1575MHz中心頻率)進行了調諧。提供高增益和低增益模式以及3.2V和7.3V電源的性能指標(電源電流、正向增益、NF、IIP0、反向隔離和輸入/輸出回波損耗)。對于 Vcc= 2.7V,高增益模式,該應用在 19.2mA 電源電流下提供 1.6dB 增益、5.2dB NF 和 -3.5dB IIP6。
MAX2653 SiGe低噪聲放大器(LNA)經過內部優化,適用于美國PCS(1930MHz至1990MHz)和歐洲DCS(1805MHz至1880MHz)接收頻段的最低噪聲性能。這些 LNA 提供 20dB 增益控制步進、外部可調增益和線性度 (通過單個外部電阻器)、2.7V 至 3.3V 工作電壓以及 0.25μA 關斷模式。Maxim不提供包含增益階躍的GPS(1575MHz中心)頻段的獨立LNA,但將MAX2653重新調諧到該較低頻段可提供出色的解決方案。這些替代匹配值(表1)可提供高出0.5dB的增益、0.1dB的噪聲系數和2dB的IIP3 - 所有這些都實現了幾乎相同的電源電流。
對于不需要增益階躍的應用,Maxim提供MAX2654和MAX2655 SiGe GPS LNA。它們提供偏置電流控制 (通過外部電阻器) 以設置增益和線性度、0.1μA 關斷模式和集成 50Ω 輸出匹配。
圖1.MAX2653評估板,具有新的匹配元件(C2、L1、L3、C4)。無需對PCB進行“黑客攻擊”。
圖2.MAX2653評估板原理圖,具有用于1575MHz GPS頻段的新型匹配元件。
指定 | 價值 | 描述 |
C2 | 1.3pF | 用于LNA輸入的并聯C(至GND)匹配元件0402陶瓷電容器村田制作所GJ61555C1H1R3CB01B |
L1 | 3.9nH | LNA輸入用L系列匹配元件0603印刷電感器 東光LL1608-FS系列 |
L3 | 3.3nH | 分流-L(至 V抄送) LNA輸出配套元件0603印刷電感器 東光LL1608-FS系列 |
C4 | 0.75pF | LNA輸出用C串接元件0402陶瓷電容器村田制作所GJ61555C1HR75CB01B |
更換評估板上的匹配元件后,在室溫下重新測試關鍵性能指標——表2提供了重新調諧的MAX2653臺架測試結果。這些值稱為評估板SMA連接器;要獲得以匹配網絡輸出為參考的值,假設輸出和輸入各有大約0.2dB的損耗。以這種方式,電路的NF實際上約為1.57dB,增益約為19.2dB,依此類推。頻率范圍內的附加增益和NF數據如表3所示。
參數 | 象征 | 條件 | 測試結果 | 單位 | |
電源電流 | 國際商會 | 高增益模式 | Vcc=2.7V | 5.61 | mA |
Vcc=3.0V | 5.62 | ||||
低增益模式 | Vcc=2.7V | 2.23 | |||
Vcc=3.0V | 2.24 | ||||
獲得 | G | 高增益模式 | Vcc=2.7V | 19.0 | mA |
Vcc=3.0V | 19.0 | ||||
低增益模式 | Vcc=2.7V | -2.3 | |||
Vcc=3.0V | -2.2 | ||||
NF | NF | 高增益模式 | Vcc=2.7V | 1.77 | 分貝 |
Vcc=3.0V | 1.79 | ||||
低增益模式 | Vcc=2.7V | 6.36 | |||
Vcc=3.0V | 6.37 | ||||
輸入三階截調截點 | IIP3 | 高增益模式 | Vcc=2.7V | -5.2 | dBm |
Vcc=3.0V | -4.9 | ||||
低增益模式 | Vcc=2.7V | +0.2 | |||
Vcc=3.0V | +0.2 | ||||
反向隔離 | |S12| | 高增益模式 | Vcc=2.7V | -33.8 | 分貝 |
Vcc=3.0V | -33.6 | ||||
低增益模式 | Vcc=2.7V | -22.2 | |||
Vcc=3.0V | -22.3 | ||||
輸入回波損耗 | |S11| | 高增益模式 | Vcc=2.7V | -7.7 | 分貝 |
Vc=c3.0V | -7.7 | ||||
低增益模式 | Vcc=2.7V | -10.9 | |||
Vcc=3.0V | -11.0 | ||||
輸出回波損耗 | |S22| | 高增益模式 | Vcc=2.7V | -12.6 | 分貝 |
Vcc=3.0V | -12.5 | ||||
低增益模式 | Vcc=2.7V | -8.1 | |||
Vcc=3.0V | -8.2 |
頻率 | 高增益 | 低增益 | ||||||
Vcc=2.7V | Vcc=3.0V | Vcc=2.7V | Vcc=3.0V | |||||
增益(分貝) | 凈值 (分貝) | 增益(分貝) | 凈值 (分貝) | 增益(分貝) | 凈值 (分貝) | 增益(分貝) | 凈值 (分貝) | |
15.4 | 1400 | 1.71 | 15.3 | 1.69 | -5.4 | 6.36 | -5.5 | 6.32 |
1450 | 18.4 | 1.74 | 18.4 | 1.74 | -2.9 | 7.18 | -2.9 | 7.40 |
1500 | 18.6 | 1.75 | 18.5 | 1.77 | -2.6 | 6.45 | -2.6 | 6.59 |
1550 | 18.6 | 1.78 | 18.6 | 1.75 | -2.9 | 5.70 | -2.7 | 5.51 |
1575 | 19.0 | 1.77 | 19.0 | 1.79 | -2.3 | 6.36 | -2.2 | 6.37 |
1650 | 18.7 | 1.86 | 18.7 | 1.82 | -2.2 | 6.67 | -2.3 | 6.66 |
1700 | 17.3 | 1.84 | 17.4 | 1.87 | -3.5 | 5.64 | -3.5 | 5.56 |
1750 | 16.3 | 1.88 | 16.3 | 1.92 | -4.3 | 6.26 | -4.1 | 6.21 |
圖3.MAX2653 GPS性能,輸入回波損耗(S11)用于高增益(有源走線)和低增益(存儲器走線)。
圖4.MAX2653 GPS性能,前向增益(S21)用于高增益(有源走線)和低增益(存儲器走線)。
圖5.MAX2653 GPS性能,反向隔離(S12)用于高增益(有源走線)和低增益(存儲器走線)。
圖6.MAX2653 GPS性能、輸出回波損耗(S22)用于高增益(有源走線)和低增益(存儲器走線)。
審核編輯:郭婷
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