LTC5551 300MHz至3.5GHz超高动态范围下变频混频器技术手册

概述
LTC5551 是一款 2.5V 至 3.6V 混频器，其专为那些需要非常高动态范围的 RF 下变频混频器应用而优化。LTC5551 覆盖了 300MHz 至 3.5GHz RF 频率范围以及 200MHz 至 3.5GHz 的 LO 频率范围。LTC5551 具有非常高的 IIP3 和 P1dB 及低功耗特性。该器件的一种典型应用是涵盖 700MHz 至 2.7GHz 频率范围的基站接收机。RF 输入能够与众多频率相匹配，而且 IF 可在高达 1GHz 的频率条件下使用。

通过把 ISEL 引脚拉至高电平可启动一种低功率模式，从而使功耗下降大约 1/3，不过，IIP3 指标也将相应地降至约 +29dBm。另外，还可以使用 EN 引脚来接通和关断混频器。

LTC5551 的高集成度较大限度地缩减了总体解决方案成本、电路板空间和系统级偏差，同时为要求苛刻的接收机应用提供了极高的动态范围。
数据表：*附件：LTC5551 300MHz至3.5GHz超高动态范围下变频混频器技术手册.pdf

应用

• GSM、LTE、LTE-Advanced 基站
• 直放站
• DPD 观测接收机
• 公共安全无线电、军事和国防
• 航空电子无线电设备和 TCAS 转发器
• 有源相控阵天线
• 白频段无线电接收机

特性

• +36dBm 输入 IP3
• 2.4dB 转换增益
• 低噪声指数：<10dB
• +18dBm 超高输入 P1dB
• 670mW 功耗
• 2.5V 至 3.6V 工作电压
• 50Ω 单端 RF 和 LO 输入
• 0dBm LO 驱动电平
• 低功率模式
• –40℃ 至 105°C 工作温度 (TC)
• 小巧的解决方案尺寸
• 使能引脚
• 16 引脚 (4mm x 4mm) QFN 封装

典型应用

引脚功能

• TP（引脚1） ：测试点引脚。仅用于制造测量，建议连接到地。
• RF（引脚2） ：射频信号的单端输入引脚。该引脚内部连接到射频输入变压器的初级侧，其初级侧对地直流电阻较低。当射频输入存在直流电压时，需使用串联隔直电容，以避免损坏集成变压器。在0.2GHz至3.5GHz频率范围内，射频输入阻抗与0dBm±6dB的信号源匹配。
• CT（引脚3） ：射频变压器次级中心抽头引脚。该引脚必须连接到地，且要将寄生电阻和电感降至最低，以构成混频器的直流电流通路。当本振信号关闭时，典型直流电流为80mA；当本振信号开启时，典型直流电流为134mA。
• GND（引脚4、9、11、17（外露焊盘引脚）） ：接地引脚。这些引脚必须焊接到电路板上的射频接地层。封装的外露焊盘金属层可提供与接地层的电气连接，并且有助于良好的散热。
• EN（引脚5） ：使能引脚。当输入电压大于1.2V时，混频器启用；当输入电压小于0.3V时，混频器禁用。混频器禁用时，典型输入电流小于30μA。该引脚内部有下拉电阻。
• Vcc（引脚6、7） ：电源引脚。这两个引脚内部相连，必须外部连接到2.5V至3.6V的稳压电源，且在引脚附近连接旁路电容。通过这些引脚的典型电流消耗为70mA。
• ISEL（引脚8） ：低功耗选择引脚。当该引脚被拉低（<0.3V）或悬空时，混频器以正常模式偏置。当施加约1.2V的低电平或最佳射频性能的电平后，混频器以低电流模式工作，这样能在较低功耗下实现合理的性能。该引脚内部有上拉电阻。
• LO（引脚10） ：本振的单端输入引脚。该引脚内部连接到射频输入变压器的初级侧，其初级侧对地直流电阻较低。当本振输入存在直流电压时，需使用串联隔直电容，以避免损坏集成变压器。
• TEMP（引脚12） ：温度感应二极管引脚。该引脚连接到一个二极管的阳极，通过注入电流并测量电压，可用于测量芯片温度。
• IF⁻（引脚14）和IF⁺（引脚15） ：中频放大器的集电极开路差分输出引脚。这些引脚必须通过阻抗匹配电感或变压器中心抽头连接到直流电源。每个引脚的典型直流电流消耗为67mA。
• IFBIAS（引脚16） ：该引脚可用于调整中频放大器的电流。典型直流电压为2.1V。为获得最佳性能，该引脚应悬空 。

框图

应用信息
简介

LTC5551由一个高线性度的双平衡混频器核心、中频（IF）缓冲放大器、本振（LO）缓冲放大器以及偏置/使能电路组成。有关每个引脚功能的描述，请参见“框图”部分。射频（RF）和本振（LO）输入为单端输入，中频（IF）输出为差分输出。可采用低侧或高侧本振注入。如图1所示的评估电路，利用了一个带通IF输出匹配电路和一个IF变压器，以实现50Ω单端IF输出。评估板布局如图2所示。

RF输入

如图3所示，混频器的RF输入连接到集成变压器的初级绕组。通过如图1和图3所示的π型网络，可以实现50Ω匹配。RF变压器的初级侧在内部直流接地，初级侧的直流电阻约为4Ω。如果RF信号源存在直流电压，则需要一个隔直电容。

RF变压器的次级绕组内部连接到混频器核心。变压器次级绕组的中心抽头（CT，引脚3）需要连接到地，且要将寄生电阻和电感降至最低。

为了实现RF输入匹配，必须驱动LO输入。使用图1中列出的元件，RF输入可以在300MHz至3.5GHz的范围内实现匹配。图4显示了在LO频率为0.5GHz、1.0GHz、1.8GHz和2.8GHz时测得的RF输入回波损耗，这些LO频率分别对应LO范围的低频段、中频段和高频段。

RF输入阻抗和输入反射系数随RF频率的变化情况列于表1中。此数据的参考平面为IC的引脚2，无外部匹配，且LO驱动频率为1.8GHz。