调谐MAX2530 LNA以实现450MHz CDMA2000工作频率

本应用笔记介绍如何调谐MAX2530 LNA，使其在450MHz CDMA应用中工作。本文介绍了它在450MHz时的性能和特性，并提供了实用的电路和测量数据。

概述

移动电话公司现在正在为欧洲市场设计450MHz的CDMA手机，该手机以前用于欧洲的模拟通信。开发 450MHz CDMA 蜂窝电话或无线调制解调器的 RF 设计人员面临着选择具有最佳性能的前端芯片组以满足其系统规格的挑战。

MAX2530接收器RF前端IC采用Maxim先进的SiGe工艺，最初设计用于蜂窝频段和PCS频段工作。对于450MHz CDMA，低噪声放大器（LNA）的NF（噪声系数）和IIP3（输入三阶截调截点）对于考虑灵敏度和单音脱敏效应非常关键。本技术笔记给出了MAX2530在450MHz cdma2000®应用中的调谐方法和测量数据。

设计约束

使用外部匹配元件，重新调谐MAX2530的蜂窝LNA，使其工作在以下准则范围内：
 

工作频率 = 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

方法论

LNA的IIP3和NF受输入和输出匹配电路以及静态偏置电流的影响。在LNA调谐期间，将微波调谐器放置在LNA的输入或输出上，并进行调整以获得最佳性能。然后移除调谐器并更改相关的匹配分量，以实现与调谐器相同的输入/输出回波损耗和阻抗。此过程一次执行一个端口（即 - 确定并固定最佳输入匹配，然后将焦点转移到输出）。 作为附加变量，R偏见替换为20kΩ电位计，可用于快速识别任何给定匹配的最佳偏置设置。

结果

测试匹配组件和偏置设置的多种组合（大约40种不同的组合）得出了一些可能的解决方案。一个这样的组合的结果如下：

解决方案 A
 

Vcc= 3.0V 直流
 

Icc= 42.2毫安
 

增益 = 14.0dB
 

净值 = 2.3dB
 

IIP3 = 5.6dBm
 

S11= -12.5分贝
 

S22= -8.1分贝

图1.

虽然所示噪声系数比物镜高0.1dB，但PCB从SMA连接器到0MHz的直流阻断电容的插入损耗约为06.465dB。这尚未从测量中解嵌。因此，实际NF接近2.24dB。

略有不同的输入匹配和偏置设置在NF方面提供了小幅改善，但降低了IIP3：

解决方案 B
 

Vcc= 3.0V 直流
 

Icc= 40.5毫安
 

增益 = 14.0dB
 

净值 = 2.23dB
 

IIP3 = 5.0dBm
 

S11= -13.8分贝
 

S22= -8.0分贝

图2.

从噪声系数中减去插入损耗得到约2.17dB。

对于上面显示的两场比赛，偏差设置确实影响了NF和IIP3的表现。偏置电阻值的增加会降低偏置电流并改善噪声系数（低至1.8dB），但也会降低线性度。通过这种方法，可以根据系统要求平衡这两个参数。如果需要更高的线性度，但可以容忍更高的噪声系数，则可以使用较低的偏置电阻值。不幸的是，线性度对偏置变化比NF更敏感，因此调整的范围和有效性有限。

下表显示了上面讨论的两个解决方案

 

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

 

接收机系统级联分析

基于之前MAX2530 LNA和混频器的最佳测量结果，利用电子表格文件对接收机系统级联分析，结果表明Eb/Nt = 5.0dB，满足Eb/Nt = 4.3dB的系统规格要求，裕量为0.7dB。

审核编辑：郭婷