LTC5567具宽带IF的300MHz至4GHz有源下变频混频器技术手册

概述
LTC5567 专为要求宽 IF 带宽的 RF 下变频混频器应用而优化。 该器件同时也是 LT5557 有源混频器的引脚兼容型升级版本，可提供较高的线性度和 1dB 压缩、较宽的带宽及较低的输出杂散电平。 集成型 RF 和 LO 变压器以及 LO 缓冲放大器可实现非常紧凑的解决方案。

RF 输入在 1.4GHz 至 3GHz 的范围内是 50Ω 匹配，并可利用简单的外部匹配轻松地针对较高或较低 RF 频率实现匹配。 LO 输入在 1GHz 至 4GHz 的范围内是 50Ω 匹配，即使在 IC 被停用的情况下也不例外。 利用简单的外部匹配可以很容易地针对较高或较低频率 (低至 300MHz) 使 LO 输入实现匹配。 低电容差分 IF 输出可在高达 2.5GHz 的频率条件下使用。
数据表：*附件：LTC5567具宽带IF的300MHz至4GHz有源下变频混频器技术手册.pdf

应用

• 无线基础设施接收机
• DPD 观测接收机
• CATV 基础设施

特性

• 高 IIP3：+26.9dBm (在 1950MHz)
• 1.9dB 转换增益
• 低噪声指数：11.8dB (在 1950MHz)
• 在 5dBm 隔离条件下噪声指数 (NF) 为 16.5dB
• 低功率：294mW
• 宽 IF 频率范围高达 2.5GHz
• 停机时 LO 输入 50Ω 匹配
• –40ºC 至 105ºC 工作温度 (T C )
• 非常小的解决方案外形尺寸
• 引脚与 LT5557 相兼容
• 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。
• GND（引脚2、4、9、12、13、16，外露焊盘引脚17） ：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。
• RF（引脚3） ：单端射频输入引脚。该引脚内部连接到集成射频变压器的初级绕组，其初级绕组对地直流电阻较低。如果射频信号源存在直流电压，则必须使用串联隔直电容。射频输入在混频器启用时，在1.4GHz至3GHz范围内为50Ω阻抗匹配。使用外部匹配时，工作频率可低至300MHz或高达4GHz 。
• EN（引脚5） ：使能引脚。当输入电压大于2.5V时，混频器启用；当输入电压小于0.3V时，混频器禁用。典型的关断电流小于30μA。该引脚内部有下拉电阻。
• Vcc（引脚6） ：电源引脚。该引脚必须连接到经过稳压的3.3V电源，并在引脚附近连接一个旁路电容。典型的直流电流消耗为34mA。
• NC（引脚7、14） ：未连接引脚。这些引脚在内部未连接，可以悬空、接地或连接到Vcc。
• IADJ（引脚8） ：该引脚可用于调整混频器的直流电源电流。典型的开路直流电压为2.2V。为获得最佳性能，该引脚应悬空。
• IF+/IF-（引脚11/引脚10） ：集电极开路差分中频输出引脚。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27.5mA。
• LO（引脚15） ：单端本振输入引脚。该引脚内部连接到集成变压器的初级绕组，其初级绕组对地直流电阻较低。必须使用串联隔直电容，以避免损坏内部变压器。当芯片启用时，该输入在1GHz至4GHz范围内为50Ω阻抗匹配。使用外部匹配时，工作频率可低至300MHz或高达4.5GHz 。

框图

中频（IF）输出阻抗及匹配

中频差分输出阻抗可建模为一个与频率相关的并联R - C电路，使用表4中列出的值。此数据以封装引脚（外部组件连接点）为参考，包含了芯片及封装寄生效应的影响。电阻R1和R2用于降低输出电阻，这会增加带宽和输入1dB压缩点（P1dB），但会降低转换增益。使用图1所示的标准下变频器测试电路，使用1个带通匹配网络和3个0.01kΩ电阻来实现400Ω差分输出，然后通过一个8:1变压器得到50Ω单端输出。C7和C8为330pF的隔直电容。L1和L2的值通过以下公式计算得出，使其与内部中频电容（Cf）在所需的中频中心频率处发生谐振：
[ L1, L2 = frac{1}{(2 cdot pi cdot f_{IF})^{2} cdot 2 cdot C_{f}} ]

对于低于100MHz的中频频率，电感值会变得过高，因此更倾向于在后面的章节中介绍的高通阻抗匹配网络，因其电感值较低。

表4总结了不同中频中心频率下，应使用的最佳中频匹配电感值。这些电感值因8:1变压器的额外电容影响，比理想计算值要小。对于省略8:1变压器的差分中频输出应用，应使用理想计算值。测量得到的中频输出回波损耗如图9所示。

宽带差分中频输出

通过使用电阻R1和R2降低中频输出电阻，可实现宽带宽中频和高输入1dB压缩点，但这会降低混频器的转换增益，不过不会影响三阶截点（IIP3）或噪声系数。