本应用笔记给出了MAX2653 SiGe LNA的替代RF匹配网络,该网络针对GPS频段(1575MHz中心频率)进行了调谐。提供高增益和低增益模式以及3.2V和7.3V电源的性能指标(电源电流、正向增益、NF、IIP0、反向隔离和输入/输出回波损耗)。对于 Vcc= 2.7V,高增益模式,该应用在 19.2mA 电源电流下提供 1.6dB 增益、5.2dB NF 和 -3.5dB IIP6。
MAX2653 SiGe低噪声放大器(LNA)经过内部优化,适用于美国PCS(1930MHz至1990MHz)和欧洲DCS(1805MHz至1880MHz)接收频段的最低噪声性能。这些 LNA 提供 20dB 增益控制步进、外部可调增益和线性度 (通过单个外部电阻器)、2.7V 至 3.3V 工作电压以及 0.25μA 关断模式。Maxim不提供包含增益阶跃的GPS(1575MHz中心)频段的独立LNA,但将MAX2653重新调谐到该较低频段可提供出色的解决方案。这些替代匹配值(表1)可提供高出0.5dB的增益、0.1dB的噪声系数和2dB的IIP3 - 所有这些都实现了几乎相同的电源电流。
对于不需要增益阶跃的应用,Maxim提供MAX2654和MAX2655 SiGe GPS LNA。它们提供偏置电流控制 (通过外部电阻器) 以设置增益和线性度、0.1μA 关断模式和集成 50Ω 输出匹配。
图1.MAX2653评估板,具有新的匹配元件(C2、L1、L3、C4)。无需对PCB进行“黑客攻击”。
图2.MAX2653评估板原理图,具有用于1575MHz GPS频段的新型匹配元件。
指定 | 价值 | 描述 |
C2 | 1.3pF | 用于LNA输入的并联C(至GND)匹配元件0402陶瓷电容器村田制作所GJ61555C1H1R3CB01B |
L1 | 3.9nH | LNA输入用L系列匹配元件0603印刷电感器 东光LL1608-FS系列 |
L3 | 3.3nH | 分流-L(至 V抄送) LNA输出配套元件0603印刷电感器 东光LL1608-FS系列 |
C4 | 0.75pF | LNA输出用C串接元件0402陶瓷电容器村田制作所GJ61555C1HR75CB01B |
更换评估板上的匹配元件后,在室温下重新测试关键性能指标——表2提供了重新调谐的MAX2653台架测试结果。这些值称为评估板SMA连接器;要获得以匹配网络输出为参考的值,假设输出和输入各有大约0.2dB的损耗。以这种方式,电路的NF实际上约为1.57dB,增益约为19.2dB,依此类推。频率范围内的附加增益和NF数据如表3所示。
参数 | 象征 | 条件 | 测试结果 | 单位 | |
电源电流 | 国际商会 | 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 | ||||
获得 | 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 | 分贝 |
Vcc=3.0V | 1.79 | ||||
低增益模式 | Vcc=2.7V | 6.36 | |||
Vcc=3.0V | 6.37 | ||||
输入三阶截调截点 | 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 | ||||
反向隔离 | |S12| | 高增益模式 | Vcc=2.7V | -33.8 | 分贝 |
Vcc=3.0V | -33.6 | ||||
低增益模式 | Vcc=2.7V | -22.2 | |||
Vcc=3.0V | -22.3 | ||||
输入回波损耗 | |S11| | 高增益模式 | Vcc=2.7V | -7.7 | 分贝 |
Vc=c3.0V | -7.7 | ||||
低增益模式 | Vcc=2.7V | -10.9 | |||
Vcc=3.0V | -11.0 | ||||
输出回波损耗 | |S22| | 高增益模式 | Vcc=2.7V | -12.6 | 分贝 |
Vcc=3.0V | -12.5 | ||||
低增益模式 | Vcc=2.7V | -8.1 | |||
Vcc=3.0V | -8.2 |
频率 | 高增益 | 低增益 | ||||||
Vcc=2.7V | Vcc=3.0V | Vcc=2.7V | Vcc=3.0V | |||||
增益(分贝) | 净值 (分贝) | 增益(分贝) | 净值 (分贝) | 增益(分贝) | 净值 (分贝) | 增益(分贝) | 净值 (分贝) | |
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 |
图3.MAX2653 GPS性能,输入回波损耗(S11)用于高增益(有源走线)和低增益(存储器走线)。
图4.MAX2653 GPS性能,前向增益(S21)用于高增益(有源走线)和低增益(存储器走线)。
图5.MAX2653 GPS性能,反向隔离(S12)用于高增益(有源走线)和低增益(存储器走线)。
图6.MAX2653 GPS性能、输出回波损耗(S22)用于高增益(有源走线)和低增益(存储器走线)。
审核编辑:郭婷
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