针对2640MHz至470MHz ISDB-T应用调谐MAX770低噪声放大器

MAX2640为低成本、低噪声放大器，设计用于工作在400MHz至2500MHz频率范围的应用。本应用笔记给出了调整MAX2640在470MHz至770MHz ISDB-T应用中工作所需的RF匹配电路。优化后的电路具有以下性能特点：噪声系数<1.2dB，增益>15dB，输入回波损耗<-3dB，输出回波损耗<-12dB，IIP3>-18dBm，输入P1分贝在整个工作频段内> -26dBm。

介绍

MAX2640为低成本、低噪声放大器（LNA），设计用于工作在400MHz至2500MHz频率范围的应用。该器件工作在+2.7V至+5.5V宽电源电压范围，典型功耗仅为3.3mA，同时提供低噪声系数、高增益和高输入IP3。

综合业务数字广播（ISDB）是日本为广播数字多媒体服务而创建的数字电视和广播格式。ISDB-T是地面和移动多媒体应用的核心标准。ISDB-T在6MHz至470MHz频段使用770MHz宽信道，每个信道细分为13个等带宽段。分段信道的使用使所提供的服务具有灵活性，因为段的各种组合可用于传输需要不同带宽度的服务（例如HDTV，SDTV，数字广播等）。移动应用程序仅利用 1 个细分市场中的 13 个。

Maxim目前为ISDB-T应用提供MAX2160和MAX2161/MAX2162完整的集成调谐器。通过适当的调谐，MAX2640 LNA可以添加到ISDB-T调谐器的前端，以改善系统的噪声系数并增加增益。本应用笔记给出了匹配电路，可用于优化MAX2640在ISDB-T应用中的工作性能。

优化液化天然气放大器性能

在特定频率范围内使用适当的匹配元件可提高RF放大器的性能。必须向放大器输入和输出提供正确的源阻抗和负载阻抗，以确保系统元件之间的最佳信号传输，同时最大限度地减少放大器增加信号的噪声量。通常，获得最佳噪声系数的源阻抗和负载阻抗不等于最大增益所需的源阻抗和负载阻抗。为了优化低噪声放大器的性能，必须调整输入和输出匹配电路，以在噪声系数、回波损耗和增益之间进行权衡。

MAX2640评估板支持MAX2640的快速原型设计和评估。本应用笔记采用MAX2640评估板优化输入和输出匹配。

首先，我们将研究MAX2640的固有增益和稳定性。MAX2640的VCC线路允许灵活放置VCC旁路电容，从而允许改变与VCC引脚串联的电感量。与VCC引脚串联的电感量对放大器的影响不可忽略，并提供了一个额外的参数，可以调整该参数以提高性能。先前对MAX2640的分析表明，将VCC旁路电容放置在距离VCC引脚约4mm至5mm的位置，可以在固有增益和稳定性之间取得良好的平衡。

在反向隔离较差的放大器中，无法在不影响输入匹配的情况下调谐输出匹配。但是，由于MAX2640的输出和输入之间的高度隔离，输入和输出匹配可以独立调谐。在本应用笔记中，首先调整输出匹配，以优化增益和输出回波损耗。

接下来，我们必须优化输入匹配。此应用所需的宽工作带宽增加了输入调谐的复杂性。为了确保在频带上获得相当平坦的增益和噪声系数，必须进行一些额外的权衡。在本应用笔记中，我们将重点介绍如何在保持频带内恒定增益的同时，将噪声系数降至最低。为了实现这一点，我们必须牺牲输入回波损耗。LNA输入端使用T网络匹配以提供宽带匹配;LNA输入端也需要一个隔直电容。

图1显示了最终电路，而表1提供了元件列表。

图1.提供MAX2640调谐电路，用于470MHz至770MHZ ISDB-T应用。

表 1.MAX2640评估板元件列表，适用于470MHz至770MHz ISDB-T应用

 

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 陶瓷电容 （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 绕线电感器 （0603）， 线艺 0603CS-10NXJBC
L2	22nH 绕线电感器 （0603）， 线艺 0603CS-22NXJBC

 

性能

使用上述电路，MAX2640的性能在VCC = +2.8V和TA = +25°C下测量。 在频段中心，LNA实现了1.05dB噪声系数、15.1dB增益、-5dB输入回波损耗、-16.5dB输出回波损耗、-16dBm的IIP3和-26dBm的输入P1dB。在整个频段内，噪声系数小于1.2dB，增益平坦度约为±0.1dB，输入回波损耗小于-3dB，输出回波损耗小于-12.3dB，IIP3优于-18dBm，输入P1dB大于-26dBm。

输入和输出匹配元件的电路板损耗已从所有测量中解嵌。为了确保准确性，噪声系数是在法拉第笼中测量的。频带性能如图 2–5 所示。

图2.说明优化后的噪声系数与频率的关系。

图3.说明优化增益与频率的关系。

图4.说明优化的输入/输出回波损耗与频率的关系。

图5.说明优化的 IIP3/P1分贝与频率。

审核编辑：郭婷