探索 HMC373LP3/LP3E：700 - 1000 MHz 低噪声放大器解决方案

在当今通信技术飞速发展的时代，低噪声放大器（LNA）在基站接收机等设备中扮演着至关重要的角色。今天，我们就来详细探讨一下 Analog Devices 推出的 HMC373LP3/LP3E 这款 GaAs PHEMT MMIC 低噪声放大器，看看它有哪些独特的特性和应用场景。

文件下载：HMC373.pdf

一、典型应用

HMC373LP3/LP3E 是一款专为基站接收机设计的理想选择，适用于多种通信标准，包括 GSM、GPRS、EDGE、CDMA 和 W - CDMA 等。此外，它在专用陆地移动无线电（Private Land Mobile Radio）领域也能发挥重要作用。这意味着它可以广泛应用于各种移动通信基础设施中，为信号的接收和处理提供可靠的支持。

二、产品特性

（一）优异的性能指标

• 低噪声系数：噪声系数仅为 0.9 dB，这意味着它在放大信号的同时，引入的噪声非常小，能够有效提高信号的质量和灵敏度，让接收机能够更准确地捕捉微弱信号。
• 高输出三阶交调截点（IP3）：输出 IP3 达到 +35 dBm，这使得放大器在处理多信号时，能够更好地抑制交调失真，保证信号的线性度和纯净度。
• 稳定的增益：增益为 14 dB，能够为信号提供足够的放大倍数，确保信号在传输过程中不会因衰减而丢失重要信息。

（二）独特的旁路模式

该放大器集成了低损耗 LNA 旁路模式。通过向单个控制线呈现开路或短路，LNA 可以切换到低损耗（2.0 dB）旁路模式，此时电流消耗可降低至 10 µA。这种旁路模式在某些不需要放大的情况下，可以显著降低功耗，提高系统的能效。

（三）简单的供电要求

采用单电源供电，只需 +5V 电压，电流为 90 mA，简化了电源设计，降低了系统的复杂性和成本。同时，其 50 欧姆匹配输出，方便与其他 50 欧姆系统进行集成，减少了匹配电路的设计难度。

三、电气规格

在 $T{A}= +25^{circ}C$、$V{dd}= +5V$ 的条件下，HMC373LP3/LP3E 的各项电气参数表现出色：	参数	LNA 模式（部分频段）	LNA 模式（全频段）	旁路模式	单位
频率范围	810 - 960	700 - 1000	700 - 1000	MHz
增益	11.5 - 13.5	10.5 - 14	-2.8 - -2.0	dB
增益随温度变化	0.008 - 0.015	0.008 - 0.015	0.002 - 0.004	dB/℃
噪声系数	0.9 - 1.3	1.0 - 1.4	-	dB
输入回波损耗	28	25	30	dB
输出回波损耗	12	11	25	dB
反向隔离	20	19	-	dB
1dB 压缩点功率（P1dB）	18 - 21	17 - 20	-	dBm
饱和输出功率（Psat）	22.5	22	-	dBm
三阶交调截点（IP3）	35.5	35	50	dBm
电源电流（Ild）	90	90	0.01	mA

从这些数据中我们可以看出，该放大器在不同模式和频段下都能保持相对稳定的性能，满足多种应用场景的需求。不过，在实际应用中，我们也需要考虑温度等因素对性能的影响，大家有没有遇到过因为温度变化导致放大器性能下降的情况呢？

四、引脚说明

HMC373LP3/LP3E 采用 16 引脚的 LFCSP 封装，各引脚功能如下：	引脚编号	功能	描述
1,3,5,8,10,12,13,15,16	N/C	无需连接，可连接到 RF/DC 地
2	RFIN	输入引脚，通过 19 nH 电感接地实现 50 欧姆匹配
4	Vctl	DC 接地返回引脚，通过外部开关引入短路时 LNA 处于高增益模式，引入开路时处于旁路模式
6	ACG	需要一个 0.01uF 的外部电容接地进行低频旁路
7,14	GND	必须连接到 RF/DC 地
9	Vdd	电源电压引脚，需要扼流电感和旁路电容
11	RFOUT	输出引脚，交流耦合并匹配到 50 欧姆

了解这些引脚功能对于正确使用该放大器至关重要，在设计电路时，一定要确保引脚连接正确，否则可能会影响放大器的性能。大家在实际焊接过程中，有没有遇到过引脚连接错误的情况呢？

五、评估 PCB 和应用电路

（一）评估 PCB

Analog Devices 提供了评估 PCB，其使用的电路板应采用 RF 电路设计技术，信号线路应具有 50 欧姆阻抗，封装接地引脚和外露焊盘应直接连接到接地平面，并使用足够数量的过孔连接顶层和底层接地平面。评估 PCB 的材料清单如下：	项目	描述
J1 - J2	PCB 安装 SMA RF 连接器
J3 - J4	DC 引脚
J5	2 位 DIP 开关
C1	10000 pF 电容器，0402 封装
C2	10000 pF 电容器，0603 封装
C3	1000 pF 电容器，0402 封装
L1	19 nH 电感器，0402 封装
L2	18 nH 电感器，0603 封装
R1	2 欧姆电阻器，0402 封装
U1	HMC373LP3/HMC373LP3E 放大器
PCB	107177 评估板（罗杰斯 4350 材料）

（二）应用电路

在应用电路设计中，有几个关键注意事项：

• 选择合适的电容 C1 进行低频旁路，推荐使用 0.01 µF ±10% 的电容器。
• 引脚 4（Vctl）是电路的 DC 接地返回引脚，通过外部开关控制 LNA 的工作模式。在实际应用中，可以使用串联 2 欧姆电阻的 2 位 DIP 开关来实现切换。
• L1、L2 和 C1 应尽可能靠近引脚放置，以减少寄生参数的影响，提高电路性能。

在实际设计中，我们可以根据这些指导来优化电路，确保放大器能够发挥出最佳性能。大家在设计类似电路时，有没有什么特别的技巧可以分享呢？

综上所述，HMC373LP3/LP3E 是一款性能优异、功能丰富的低噪声放大器，适用于多种通信基站接收机应用。在设计过程中，我们需要充分考虑其特性和规格，合理进行电路设计和布局，以实现最佳的系统性能。希望通过本文的介绍，能够帮助大家更好地了解和应用这款放大器。