LTC5576 3GHz至8GHz高线性度有源上变频混频器技术手册

概述
LTC5576 是一款高线性度有源混频器，专为那些要求非常宽输入带宽、低失真和低 LO 泄漏的上变频应用而优化。 集成型输出变压器虽专为 4GHz 至 6GHz 应用而优化，但也可容易地针对低至 3GHz 或高达 8GHz 的输出频率进行再调谐，而性能仅有轻微的下降。 输入专为使用 1:1 传输线平衡-不平衡变压器而优化，因而实现了非常宽带的阻抗匹配。

LO 输入端口为单端，且只需要 0dBm 的 LO 功率来实现卓越的失真和噪声性能，同时还降低了电路要求。 LTC5576 可提供低 LO 泄漏，从而降低了采用输出滤波以满足 LO 抑制要求的需要。

LTC5576 专为 5V 电源而优化，但也可采用一个 3.3V 电源 (性能略有下降)。 使能功能可容易地实现器件的停机以进一步节省功率。
数据表：*附件：LTC5576 3GHz至8GHz高线性度有源上变频混频器技术手册.pdf

应用

• 宽带发送器
• 4G 和 5G 无线基础设施
• 固定无线接入设备
• 无线直放站

特性

• 25dBm OIP3
• –0.6dB 转换增益
• 在 5.8GHz 时噪声指数为 14.1dB
• –154dBm/Hz 输出噪声层
• 低 LO-RF 泄漏
• 0dBm LO 驱动
• 宽带 50Ω 匹配输入
• 高输入 P1dB：在 5V 时为 10dBm
• 5V 或 3.3V 电源 (在 99mA)
• 单端输出和 LO 输入
• 使能引脚
• –40°C 至 105°C 工作温度 (T C )
• 16 引脚 (4mm x 4mm) QFN 封装

典型应用

引脚配置

引脚功能

• TEMP（引脚1） ：温度监测引脚。该引脚通过一个30Ω的电阻连接到一个二极管的阳极。通过向该引脚注入电流并测量其两端的电压，可用于测量芯片温度。
• IN+，IN-（引脚2和3） ：差分信号输入引脚。为实现最佳性能，应向这些引脚输入差分信号。也可以单端驱动输入，但性能会有所下降。将未使用的引脚通过电容连接到射频接地层，可降低性能损失。这些引脚内部有1.6V的直流偏置电压，因此需要隔直电容。
• LGND（引脚4） ：输入放大器的直流接地返回引脚。该引脚必须连接到良好的直流和射频接地层。该引脚的典型电流为64mA。在某些应用中，可能会使用一个外部芯片电感，但任何直流电阻都会降低混频器核心的电流，从而可能影响性能。
• EN（引脚5） ：使能引脚。当施加在该引脚上的电压大于1.8V时，芯片启用；施加小于0.5V的电压时，芯片禁用。如果该引脚悬空，内部的300kΩ电阻会将其拉低。
• VCC（引脚6、7） ：电源引脚。这两个引脚应连接在一起，然后连接到印刷电路板上的电源，并进行适当的旁路处理。在靠近芯片处放置一个10nF的电容。（有关更多信息，请参阅“自动电源电压检测”和“电源电压斜坡上升”部分）。
• IADJ（引脚8） ：偏置电流调节引脚。该引脚可通过在外部连接一个下拉电阻来调节内部混频器的电流。该引脚上的典型直流电压为1.8V。如果不使用该引脚，应使其悬空。
• GND（引脚9、11、12、13、14、17（外露焊盘）） ：接地引脚。这些引脚必须焊接到射频接地层上。封装的外露焊盘可提供与接地层的电气连接，并有助于良好的散热。
• OUT（引脚10） ：单端输出引脚。该引脚内部连接到一个单端变压器输出端。不需要向该引脚施加直流电压。外部连接可能需要进行阻抗匹配。
• LO（引脚15） ：单端本振输入引脚。该引脚在很宽的频率范围内进行了阻抗匹配。其内部偏置电压为1.7V，因此需要隔直电容。
• TP（引脚16） ：测试引脚。该引脚仅用于生产测试，必须连接到接地层。

框图

LTC5576采用高性能的本振（LO）缓冲放大器驱动双平衡混频器核心，以实现高线性度的频率转换。混频器输入级采用差分共发射极结构，可实现非常宽频带的输入匹配。关于其功能框图和引脚功能的更多详细信息，请参见相关章节。LTC5576主要用于上变频器应用，不过，由于其宽带输入能力，它也可用作下变频器。

图1中的测试电路原理图展示了用于芯片特性分析的外部元件参数。评估板布局如图2所示。为了针对不同应用优化性能，可能会使用额外的元件。

单端LO端口在很宽的频率范围内进行了阻抗匹配，便于使用。可采用低侧或高侧LO注入，但可能需要相应调整R1的阻值以获得最佳性能。该芯片在混频器输出端集成了一个内部射频巴伦，因此输出为单端信号。需要外部元件来优化所需频率范围内的阻抗匹配。

输入端口

混频器输入路径的简化原理图如图3所示。IN+和IN-引脚驱动输入晶体管的基极，内部的阻容（R-C）网络用于实现1.6V的共模电压，因此需要外部隔直电容C1和C2。小电容值的C3可用于扩展对更高频率的阻抗匹配。1:1的变压器用于实现单端到差分的信号转换，以获得最佳性能。

也可以通过驱动一个输入引脚，并将未使用的输入引脚通过电容连接到射频地，来实现单端工作模式。不过，性能会有所下降，但在较低频率下可能是可以接受的。