本應用筆記介紹如何調諧MAX2530 LNA,使其在450MHz CDMA應用中工作。本文介紹了它在450MHz時的性能和特性,并提供了實用的電路和測量數據。
概述
移動電話公司現在正在為歐洲市場設計450MHz的CDMA手機,該手機以前用于歐洲的模擬通信。開發 450MHz CDMA 蜂窩電話或無線調制解調器的 RF 設計人員面臨著選擇具有最佳性能的前端芯片組以滿足其系統規格的挑戰。
MAX2530接收器RF前端IC采用Maxim先進的SiGe工藝,最初設計用于蜂窩頻段和PCS頻段工作。對于450MHz CDMA,低噪聲放大器(LNA)的NF(噪聲系數)和IIP3(輸入三階截調截點)對于考慮靈敏度和單音脫敏效應非常關鍵。本技術筆記給出了MAX2530在450MHz cdma2000?應用中的調諧方法和測量數據。
設計約束
使用外部匹配元件,重新調諧MAX2530的蜂窩LNA,使其工作在以下準則范圍內:
工作頻率 = 463MHz 至 467.5MHz
增益 = 13.8 至 14.5dB
NF = 1.8 至 2.2dB
IIP3 = 4.0 至 5.0dBm
|S11|= < -10dB
|S22|= < -10dB
方法論
LNA的IIP3和NF受輸入和輸出匹配電路以及靜態偏置電流的影響。在LNA調諧期間,將微波調諧器放置在LNA的輸入或輸出上,并進行調整以獲得最佳性能。然后移除調諧器并更改相關的匹配分量,以實現與調諧器相同的輸入/輸出回波損耗和阻抗。此過程一次執行一個端口(即 - 確定并固定最佳輸入匹配,然后將焦點轉移到輸出)。 作為附加變量,R偏見替換為20kΩ電位計,可用于快速識別任何給定匹配的最佳偏置設置。
結果
測試匹配組件和偏置設置的多種組合(大約40種不同的組合)得出了一些可能的解決方案。一個這樣的組合的結果如下:
解決方案 A
Vcc= 3.0V 直流
Icc= 42.2毫安
增益 = 14.0dB
凈值 = 2.3dB
IIP3 = 5.6dBm
S11= -12.5分貝
S22= -8.1分貝
圖1.
雖然所示噪聲系數比物鏡高0.1dB,但PCB從SMA連接器到0MHz的直流阻斷電容的插入損耗約為06.465dB。這尚未從測量中解嵌。因此,實際NF接近2.24dB。
略有不同的輸入匹配和偏置設置在NF方面提供了小幅改善,但降低了IIP3:
解決方案 B
Vcc= 3.0V 直流
Icc= 40.5毫安
增益 = 14.0dB
凈值 = 2.23dB
IIP3 = 5.0dBm
S11= -13.8分貝
S22= -8.0分貝
圖2.
從噪聲系數中減去插入損耗得到約2.17dB。
對于上面顯示的兩場比賽,偏差設置確實影響了NF和IIP3的表現。偏置電阻值的增加會降低偏置電流并改善噪聲系數(低至1.8dB),但也會降低線性度。通過這種方法,可以根據系統要求平衡這兩個參數。如果需要更高的線性度,但可以容忍更高的噪聲系數,則可以使用較低的偏置電阻值。不幸的是,線性度對偏置變化比NF更敏感,因此調整的范圍和有效性有限。
下表顯示了上面討論的兩個解決方案
Parameter | Maxim Objective | Solution A (MAX2530) | Solution B (MAX2530) | Units |
VCC | 3.0 | 3.0 | 3.0 | VDC |
ICC | tbd | 42.2 | 40.5 | mA |
Gain | 13.8 to 14.5 | 14.0 | 14.0 | dB |
NF | 1.8 to 2.2 | 2.24 | 2.17 | dB |
IIP3 | 4.0 to 5.0 | 5.6 | 5.0 | dBm |
|S11| | < -10 | -12.5 | -13.8 | dB |
|S22| | < -10 | -8.1 | -8.0 | dB |
接收機系統級聯分析
基于之前MAX2530 LNA和混頻器的最佳測量結果,利用電子表格文件對接收機系統級聯分析,結果表明Eb/Nt = 5.0dB,滿足Eb/Nt = 4.3dB的系統規格要求,裕量為0.7dB。
審核編輯:郭婷
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