用于MAX3580的前端双工滤波器

本文介绍了一个双工滤波器方案，仅由五个电容和两个电感组成，用于MAX3580直接变换DVB-T调谐器。 在噪声系数下降不到0.8dB的前提下，二阶截点(IIP2)提高至少25dB。 调谐到VHF频段时，该双工滤波器提供与UHF频段之间15dB的隔离度； 而调谐到UHF频段时，滤波器提供与VHF频段之间优于32dB的隔离度。

概述

MAX3580是一款集成的直接变换调谐器，用于数字视频陆地广播(DVB-T)。 本文讨论了在MAX3580输入端增加一个双工滤波器，可以改善二阶输入截点(IIP2)的案例。 集成输入开关使MAX3580能够选择双工滤波器中的其中一组进行滤波，使所需频段的信号通过，同时抑制干扰频段的信号。 这一特点使双工滤波器尤其适合DVB-T应用，因为DVB-T规定的频率范围包括两个单独频段。 由于两个频段相互独立，当需要抑制其中一个频段的信号时，只需选择双工滤波器中的一组。 通过对干扰频段信号的抑制，二阶失真指标得以改善，因为造成二阶失真的因素即来自于干扰频段。

工作原理

MAX3580完全集成的直接变换调谐器设计用于DVB-T应用。 该款集成调谐器覆盖的输入频率范围包括170MHz至230MHz (VHF-III)和470MHz至878MHz (UHF)。 MAX3580集成了一个RF输入开关和多频段跟踪滤波器，提供了一个低功耗调谐器方案，无需考虑二次变频方案中的成本、功耗问题。 这种零中频架构省去了所有的声表滤波器，向解调器直接输出基带I和Q信号。

图1. MAX3580功能框图

双工滤波器

由于在DVB-T应用中使用两个独立的频段(VHF和UHF)，这样就可以用一个双工滤波器与MAX3580的输入开关配合工作，改善二阶输入截点(IIP2)的性能，并抑制较强的带外信号。 集成输入开关如图1所示，图2和表1是所推荐的双工滤波器。 双工滤波器的两个输入端都连接至天线输入连接器J35。 VHF滤波器的输出端连接到MAX3580的RFIN2引脚，UHF滤波器的输出端连接到MAX3580的RFIN引脚。

图2. MAX3580双工滤波器原理图

 

参考标志	数量	价值	宽容	描述	供应商	部分
C145	1	33pF	5%	0603电容器	壁垒	GRM1885C1H330J
C143	1	1.2pF	0.1pF	0603电容器	壁垒	GRM1885C1H1R2B
C159， C138， C144	3	4.7pF	0.25pF	0603电容器	壁垒	GRM1885C1H4R7C
L15	1	47nH	5%	0603电感器	壁垒	LQW18AN47NJ00
L16	1	18nH	5%	0603电感器	壁垒	LQW18AN18NJ00

 

当接收机调谐到VHF频段时，输入开关设置为通过低通滤波器接收信号，使VHF频段的信号通过，同时抑制UHF频段的信号。 同样，当接收机调谐到UHF频段时，输入开关设置为通过高通滤波器接收信号，使UHF频段的信号通过，同时抑制VHF频段的信号。 对于MAX3580中没有使用的滤波器进行端接。 在MAX3580评估软件中，点击RF输入选择框选择RFIN2，以选择RFIN2引脚接收VHF频段的信号。 类似地，点击RF输入选择框选择RFIN，以选择RFIN引脚接收UHF频段的信号。 图3所示为测量MAX3580评估板(版本1)得到的这两个滤波器的频率响应曲线。

图3. 双工滤波器的抑制和插入损耗测量值

双工滤波器与MAX3580配合使用，在同一个评估板上测量的对干扰频段的隔离度如图4所示。 当调谐到VHF频段时，UHF频段的信号衰减15dB (典型值)； 调谐到UHF频段时，VHF频段的信号衰减至少32dB。

图4. 双工滤波器与MAX3580配合使用时与干扰频段之间的隔离度

这一专有方案提高了IIP2指标，同时对总噪声系数的影响最小。 IIP2在VHF频段的改善归功于对UHF频段的衰减，因为UHF频段在VHF频段产生A-B失真。 同样，UHF频段IIP2的改善归功于对VHF频段信号的衰减，因为VHF频段在UHF频段产生A+B和A-B失真。

从表2可以看出，双工滤波方案对于所选输入频率和LO的IIP2改善了超过了30dB，噪声系数下降不到0.8dB。 从图4可以看出IIP2在其它方面的改善，通过对带外输入信号的隔离提高了IIP2。 当两个输入频率均在频带以外时，对两者衰减的总和即为IIP2的改善。 因此，当输入频率为707.5MHz、878MHz，LO频率为170MHz时，IIP2仍至少可提高25dB。

 

LO （兆赫）	F1 （兆赫）	F2 （兆赫）	IIP2 （分贝）	IIP2 改进 （dB）	噪声系数下降 （分贝）
200	470	670.5	49.6	35	0.2
470	230	700.5	46.3	31	0.8
700	230	470.5	56.1	38	0.2

 

结论

通过一个分立双工滤波器与MAX3580 DVB-T集成调谐IC配合使用，可以改善二阶输入截点(IIP2) 25dB以上，并加强对带外大信号的抑制，代价是降低了接收系统的噪声系数，但只降低了不到0.8dB。

审核编辑：郭婷