MAX2640為低成本、低噪聲放大器,設計用于工作在400MHz至2500MHz頻率范圍的應用。本應用筆記給出了調整MAX2640在470MHz至770MHz ISDB-T應用中工作所需的RF匹配電路。優化后的電路具有以下性能特點:噪聲系數<1.2dB,增益>15dB,輸入回波損耗<-3dB,輸出回波損耗<-12dB,IIP3>-18dBm,輸入P1分貝在整個工作頻段內> -26dBm。
介紹
MAX2640為低成本、低噪聲放大器(LNA),設計用于工作在400MHz至2500MHz頻率范圍的應用。該器件工作在+2.7V至+5.5V寬電源電壓范圍,典型功耗僅為3.3mA,同時提供低噪聲系數、高增益和高輸入IP3。
綜合業務數字廣播(ISDB)是日本為廣播數字多媒體服務而創建的數字電視和廣播格式。ISDB-T是地面和移動多媒體應用的核心標準。ISDB-T在6MHz至470MHz頻段使用770MHz寬信道,每個信道細分為13個等帶寬段。分段信道的使用使所提供的服務具有靈活性,因為段的各種組合可用于傳輸需要不同帶寬度的服務(例如HDTV,SDTV,數字廣播等)。移動應用程序僅利用 1 個細分市場中的 13 個。
Maxim目前為ISDB-T應用提供MAX2160和MAX2161/MAX2162完整的集成調諧器。通過適當的調諧,MAX2640 LNA可以添加到ISDB-T調諧器的前端,以改善系統的噪聲系數并增加增益。本應用筆記給出了匹配電路,可用于優化MAX2640在ISDB-T應用中的工作性能。
優化液化天然氣放大器性能
在特定頻率范圍內使用適當的匹配元件可提高RF放大器的性能。必須向放大器輸入和輸出提供正確的源阻抗和負載阻抗,以確保系統元件之間的最佳信號傳輸,同時最大限度地減少放大器增加信號的噪聲量。通常,獲得最佳噪聲系數的源阻抗和負載阻抗不等于最大增益所需的源阻抗和負載阻抗。為了優化低噪聲放大器的性能,必須調整輸入和輸出匹配電路,以在噪聲系數、回波損耗和增益之間進行權衡。
MAX2640評估板支持MAX2640的快速原型設計和評估。本應用筆記采用MAX2640評估板優化輸入和輸出匹配。
首先,我們將研究MAX2640的固有增益和穩定性。MAX2640的VCC線路允許靈活放置VCC旁路電容,從而允許改變與VCC引腳串聯的電感量。與VCC引腳串聯的電感量對放大器的影響不可忽略,并提供了一個額外的參數,可以調整該參數以提高性能。先前對MAX2640的分析表明,將VCC旁路電容放置在距離VCC引腳約4mm至5mm的位置,可以在固有增益和穩定性之間取得良好的平衡。
在反向隔離較差的放大器中,無法在不影響輸入匹配的情況下調諧輸出匹配。但是,由于MAX2640的輸出和輸入之間的高度隔離,輸入和輸出匹配可以獨立調諧。在本應用筆記中,首先調整輸出匹配,以優化增益和輸出回波損耗。
接下來,我們必須優化輸入匹配。此應用所需的寬工作帶寬增加了輸入調諧的復雜性。為了確保在頻帶上獲得相當平坦的增益和噪聲系數,必須進行一些額外的權衡。在本應用筆記中,我們將重點介紹如何在保持頻帶內恒定增益的同時,將噪聲系數降至最低。為了實現這一點,我們必須犧牲輸入回波損耗。LNA輸入端使用T網絡匹配以提供寬帶匹配;LNA輸入端也需要一個隔直電容。
圖1顯示了最終電路,而表1提供了元件列表。
圖1.提供MAX2640調諧電路,用于470MHz至770MHZ ISDB-T應用。
表 1.MAX2640評估板元件列表,適用于470MHz至770MHz ISDB-T應用
指示器 | 描述 |
C1 | 470pF 陶瓷帽 (0603), 村田制作所 GRM1885C1H471JA01B |
C2 | 15pF 陶瓷帽 (0603), 村田制作所 GRM1885C1H150JA01B |
C3 | 10μF 陶瓷電容 (1206), AVX TAJA106D010R |
C4 | 470pF陶瓷帽(0805),村田制作所GRM40COG471J50V |
C5 | 3.9pF陶瓷帽(0603),村田制作所GRM1885C1H3R3CZ01B |
L1 | 10nH 繞線電感器 (0603), 線藝 0603CS-10NXJBC |
L2 | 22nH 繞線電感器 (0603), 線藝 0603CS-22NXJBC |
性能
使用上述電路,MAX2640的性能在VCC = +2.8V和TA = +25°C下測量。 在頻段中心,LNA實現了1.05dB噪聲系數、15.1dB增益、-5dB輸入回波損耗、-16.5dB輸出回波損耗、-16dBm的IIP3和-26dBm的輸入P1dB。在整個頻段內,噪聲系數小于1.2dB,增益平坦度約為±0.1dB,輸入回波損耗小于-3dB,輸出回波損耗小于-12.3dB,IIP3優于-18dBm,輸入P1dB大于-26dBm。
輸入和輸出匹配元件的電路板損耗已從所有測量中解嵌。為了確保準確性,噪聲系數是在法拉第籠中測量的。頻帶性能如圖 2–5 所示。
圖2.說明優化后的噪聲系數與頻率的關系。
圖3.說明優化增益與頻率的關系。
圖4.說明優化的輸入/輸出回波損耗與頻率的關系。
圖5.說明優化的 IIP3/P1分貝與頻率。
審核編輯:郭婷
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