MAX2653 LNA具有增益阶跃,针对GPS应用进行调谐

描述

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。

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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”。

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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

 

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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)。

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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)。

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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)。

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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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