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MAX2640

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調(diào)諧MAX2640低噪聲放大器用于470MHz至770MHz ISDB-T設(shè)計(jì)

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概述

　　MAX2640是一款低成本、低噪聲放大器(LNA)，專為400MHz至2500MHz頻率范圍的應(yīng)用設(shè)計(jì)。該器件工作在+2.7至+5.5V寬電壓范圍，典型情況下僅消耗3.3mA電流，同時(shí)具有低噪聲系數(shù)、高增益以及高輸入IP3。
　　綜合業(yè)務(wù)數(shù)字廣播(ISDB)是日本針對(duì)數(shù)字廣播多媒體業(yè)務(wù)提出的數(shù)字電視和廣播規(guī)范，ISDB-T是地面和移動(dòng)多媒體應(yīng)用的核心標(biāo)準(zhǔn)。在470MHz至770MHz頻段，ISDB-T將6MHz帶寬分成13個(gè)相等的分段。通道分段后，可以采用不同組合的分段發(fā)送具有不同帶寬要求的節(jié)目(例如，HDTV、SDTV、數(shù)字廣播等)，從而提高了節(jié)目播放的靈活性，移動(dòng)設(shè)備僅占用13個(gè)分段中的一個(gè)。

　　 Maxim針對(duì)ISDB-T應(yīng)用推出了MAX2160、MAX2161/MAX2162完整的集成調(diào)諧器。MAX2640 LNA通過適當(dāng)調(diào)諧，可以加入ISDB-T調(diào)諧器的前端，改善系統(tǒng)的噪聲系數(shù)并提高增益。本應(yīng)用筆記提供了相應(yīng)的匹配電路，針對(duì)ISDB-T應(yīng)用優(yōu)化MAX2640設(shè)計(jì)。

優(yōu)化LNA指標(biāo)

　　針對(duì)特定頻率范圍采用適當(dāng)?shù)钠ヅ湓�，可以改善RF放大器的性能。放大器的輸入、輸出應(yīng)該接適當(dāng)?shù)男盘?hào)源和負(fù)載阻抗，確保系統(tǒng)模塊之間提供有效的信號(hào)傳輸，并將放大器對(duì)信號(hào)引入的噪聲降至最小。通常，最佳噪聲系數(shù)對(duì)信號(hào)源和負(fù)載阻抗的要求不同于最大增益對(duì)信號(hào)源和負(fù)載阻抗的要求。為了優(yōu)化低噪聲放大器的性能，應(yīng)該對(duì)輸入、輸出匹配電路進(jìn)行調(diào)整，綜合考慮噪聲系數(shù)、回波損耗和增益指標(biāo)。

　　MAX2640評(píng)估板有助于快速評(píng)估MAX2640，本應(yīng)用筆記采用MAX2640EVKIT對(duì)輸入和輸出匹配電路進(jìn)行優(yōu)化。

　　首先，確定MAX2640的固有增益和穩(wěn)定性，MAX2640的VCC引腳允許靈活放置VCC的旁路電容，從而調(diào)整VCC引腳的串聯(lián)電感。VCC引腳的串聯(lián)電感對(duì)放大器有較明顯的影響，引入一個(gè)改善性能的附加參數(shù)。從以往對(duì)于MAX2640性能分析的數(shù)據(jù)表明，在距離VCC引腳大約4mm至5mm的位置放置VCC旁路電容，可在固有增益和穩(wěn)定性之間取得較好的折中(請(qǐng)參考應(yīng)用筆記3571：MAX2640低噪聲放大器(LNA)的S參數(shù)測(cè)量和穩(wěn)定性分析)。

　　對(duì)于隔離度較差的運(yùn)算放大器，輸出匹配的調(diào)諧不可避免地影響到輸入匹配電路。但由于MAX2640的輸出與輸入之間具有較高的隔離度，可以單獨(dú)調(diào)諧輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)。本應(yīng)用筆記中，首先調(diào)諧輸出匹配以優(yōu)化增益和輸出回波損耗。

        其次，應(yīng)對(duì)輸入匹配電路進(jìn)行優(yōu)化。本應(yīng)用筆記所要求的電路工作帶寬增加了輸入調(diào)諧的復(fù)雜度。為保證整個(gè)頻率范圍內(nèi)具有理想的平坦增益和噪聲系數(shù)，應(yīng)該進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋?quán)衡。本應(yīng)用筆記中，力圖在整個(gè)頻帶范圍內(nèi)保持恒定增益，并將噪聲系數(shù)降至。為了達(dá)到這一目標(biāo)，不得不犧牲輸入回波損耗的性能。LNA輸入采用T型匹配網(wǎng)絡(luò)，以提供寬帶匹配；同時(shí)在LNA輸入需要一個(gè)隔直流電容。

圖1所示為最終電路，表1給出了元件列表。

圖1. MAX2640針對(duì)470MHz至770MHz ISDB-T應(yīng)用的調(diào)諧電路
圖1. MAX2640針對(duì)470MHz至770MHz ISDB-T應(yīng)用的調(diào)諧電路

表1. MAX2640針對(duì)470MHz至770MHz ISDB-T應(yīng)用的評(píng)估元件列表
DESIGNATOR DESCRIPTION
C1 470pF ceramic cap (0603), Murata GRM1885C1H471JA01B
C2 15pF ceramic cap (0603), Murata GRM1885C1H150JA01B
C3 10µF ceramic cap (1206), AVX TAJA106D010R
C4 470pF ceramic cap (0805), Murata GRM40COG471J50V
C5 3.9pF ceramic cap (0603), Murata GRM1885C1H3R3CZ01B
L1 10nH wire-wound inductor (0603), Coilcraft 0603CS-10NXJBC
L2 22nH wire-wound inductor (0603), Coilcraft 0603CS-22NXJBC

　　采用以上電路，測(cè)量VCC = +2.8V和TA = +25°C時(shí)MAX2640的性能。在頻段中心，LNA具有1.05dB的噪聲系數(shù)、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。整個(gè)頻段內(nèi)，噪聲系數(shù)低于1.2dB，增益平坦度大約為±0.1dB，輸入回波損耗低于-3dB，輸出回波損耗低于-12.3dB，IIP3優(yōu)于-18dBm，輸入P1dB高于-26dBm。

　　為保證在法拉第腔中對(duì)精度、噪聲系數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)量，電路損耗、輸入和輸出匹配元件的損耗均已計(jì)入所有測(cè)量值，整個(gè)頻段的性能如圖2–5所示。
圖2. 優(yōu)化后的噪聲系數(shù)與頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系
圖2. 優(yōu)化后的噪聲系數(shù)與頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系
圖3. 優(yōu)化后的增益與頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系
圖3. 優(yōu)化后的增益與頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系
圖4. 優(yōu)化后的輸入/輸出回波損耗與頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系
圖4. 優(yōu)化后的輸入/輸出回波損耗與頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系
圖5. 優(yōu)化后的IIP3/P<sub>1dB</sub>與頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系
圖5. 優(yōu)化后的IIP3/P1dB與頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系



  來源:零八我的愛
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