MAX2130：电视调谐器应用的理想宽带双输出低噪声放大器

在电视调谐器应用领域，一款性能出色的放大器至关重要。今天我们要探讨的 MAX2130 宽带、双输出、低噪声放大器，就是为电视调谐器应用量身打造的优秀产品。

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一、产品概述

MAX2130 是一款工作在 44MHz 至 878MHz 频率范围内的宽带、高增益、低失真、低噪声放大器（LNA），具有两个输出端。它采用 +5V 单电源供电，并且具备外部可调偏置控制电路，这一特性使得它在满足最低线性度要求的同时，还能有效降低电流消耗。该器件将通常由分立元件实现的功能集成到了节省空间的 8 引脚 µMAX - EP 封装中。

二、应用领域

MAX2130 适用于多种电视相关设备，如 DVB - T 数字广播接收器、数字/地面电视调谐器、机顶盒、电缆调制解调器以及模拟电视调谐器等。这些应用场景对放大器的性能要求较高，而 MAX2130 凭借其出色的特性能够很好地满足需求。

三、产品特性

电源与频率范围

• 单电源供电：采用 +5V 单电源供电，简化了电源设计，降低了系统复杂度。
• 宽频率范围：工作频率范围为 44MHz 至 878MHz，能够覆盖大部分电视信号频段，具有广泛的适用性。

电气性能

• 低噪声与高增益：在 44MHz 至 878MHz 频率范围内，可提供 +15dB 的增益，噪声系数小于 3.2dB。以 (Icc = 93mA)（(R_{BIAS}=15kΩ)）为例，LNA 的增益为 15dB，噪声系数为 2.8dB；Loop - Out 放大器的增益为 8.7dB，噪声系数为 4.2dB。
• 高线性度：输入 IP3 和 IP2 指标表现优秀，如 LNA 的输入 IP3 为 +17.5dBm，输入 IP2 为 +27dBm；Loop - Out 放大器的输入 IP3 为 +17dBm，输入 IP2 为 +29dBm。
• 输入回波损耗：在整个频率范围内，保证最小 7.4dB 的输入回波损耗，有助于提高信号传输的稳定性。

可编程特性

线性度与电源电流可通过单个电阻 (R{BIAS}) 进行外部编程。当 (R{BIAS}) 为 15kΩ 时，可设置输入 IP3 为 +17.5dBm，输入 IP2 为 +27dBm，电源电流为 93mA。减小 (R{BIAS}) 值可提高线性度，但会增加电源电流；增大 (R{BIAS}) 值则会降低电源电流，但线性度会有所下降。不过，增益受 (R_{BIAS}) 值的影响并不显著。

四、电气特性

直流电气特性

在 (V{CC}= + 4.75V) 至 +5.25V，(T{A}=-40^{circ}C) 至 +85°C，(R{BIAS}=15kΩ ± 1%) 且无输入信号的条件下，典型值在 (V{CC}= + 5V)，(T{A}= + 25^{circ}C) 时，电源电压范围为 4.75V 至 5.25V，在 (T{A}= + 25^{circ}C) 时，电源电流典型值为 93mA，最大值为 104mA。当 (R_{BIAS}=30kΩ) 时，电源电流为 49mA；当 BIAS 未连接时，电源电流为 10mA。

交流电气特性

在 MAX2130 EV 套件中，(V{CC}= + 4.75V) 至 +5.25V，(R{BIAS}=15kΩ ± 1%)，(f{IN}=500MHz)，(Z{O}=75Ω) 的条件下，典型值在 (V{CC}= + 5V)，(T{A}= + 25^{circ}C) 时：

• LNA：增益范围为 13.4dB 至 16.6dB，增益平坦度在 (T_{A}=-40^{circ}C) 至 +85°C 时最大为 0.8dB，噪声系数典型值为 2.8dB，最大为 3.2dB，输入 1dB 压缩点典型值为 2.7dBm 等。
• Loop - Out 放大器：增益范围为 7.1dB 至 10.2dB，噪声系数典型值为 4.2dB，最大为 4.6dB，输入 1dB 压缩点典型值为 - 0.5dBm 等。

五、典型工作特性

MAX2130 的典型工作特性图展示了增益与频率、电源电流与 (R{BIAS})、电源电流与温度等之间的关系。通过这些特性图，工程师可以直观地了解放大器在不同条件下的性能变化，从而根据实际需求进行合理的参数设置。例如，从增益与频率的特性图中可以看出在不同 (R{BIAS}) 值下，增益随频率的变化情况；从电源电流与 (R{BIAS}) 的特性图中可以选择合适的 (R{BIAS}) 值来平衡线性度和电源电流。

六、引脚说明

电源引脚

• VCC：电源电压输入引脚，需使用 1000pF 电容与 47pF 电容并联，尽可能靠近引脚进行旁路，以保证电源的稳定性。

输入引脚

• IN：宽带输入引脚，为低噪声放大器和 Loop - Out 放大器提供输入信号。该引脚内部匹配到 75Ω，在 44MHz 至 878MHz 频率范围内，保证最小 7.4dB 的输入回波损耗。使用时需通过 0.1µF 的直流阻隔电容进行交流耦合。

偏置引脚

• BIAS：偏置设置电阻连接引脚。通过连接一个电阻 (R_{BIAS}) 从 BIAS 到 GND，可以设置 LNA 和 Loop - Out 放大器的线性度和电源电流。

输出引脚

• OUT1：低噪声放大器的开漏输出引脚。需要一个上拉电感连接到 VCC 进行适当偏置，同时还需要一个 0.1µF 的直流阻隔电容。
• OUT2：Loop - Out 放大器的输出引脚。该放大器内部偏置，无需上拉电感，同样需要通过 0.1µF 的直流阻隔电容进行交流耦合。

接地引脚

• 4、6、7、EP：接地引脚，需使用低电感连接方式连接到电路板的接地平面，并且要将暴露的焊盘均匀焊接到接地平面上。

七、详细设计要点

输入设计

IN 端口是宽带 75Ω 输入，在整个工作频率范围内能保证良好的输入回波损耗。通过 0.1µF 的直流阻隔电容进行交流耦合，可以有效隔离直流成分，避免对信号产生干扰。大家在设计时，要注意电容的选择和布局，确保信号传输的稳定性。

输出设计

• OUT1 端口：作为 LNA 的输出，需要上拉电感和直流阻隔电容。上拉电感的选择至关重要，只要其在 44MHz 至 878MHz 频率范围内，10MHz 时的宽带阻抗大于 150Ω（小于 500Ω）即可。推荐的电感型号有 Murata 的 BLM11A221S、BLM11A471SG 等。
• OUT2 端口：Loop - Out 放大器的输出，内部偏置，无需上拉电感，但同样需要 0.1µF 的直流阻隔电容进行交流耦合。

偏置电路设计

线性度和电源电流可通过单个电阻 (R{BIAS}) 进行外部编程。当 (R{BIAS}) 为 15kΩ 时，能得到一组较为理想的性能参数。工程师可以根据实际需求调整 (R{BIAS}) 的值，以平衡线性度和电源电流。这里大家可以思考一下，在不同的应用场景中，如何选择最合适的 (R{BIAS}) 值呢？

动态线性度调整

通过改变 BIAS 端口的电流，可以动态调整 LNA 和 Loop - Out 放大器的线性度。BIAS 端口内部偏置为 1.2V，连接 (R{BIAS}) 到地设置偏置电流，再通过连接 (R{ADJ}) 到外部电压源（如 DAC）来改变 BIAS 端口的电流。例如，选择 (R{ADJ}=R{BIAS}=20kΩ)，并将 DAC 的电压从地变化到 2.4V，可使 BIAS 端口看到的等效电阻从 10kΩ 变化到开路。

电源旁路设计

在高频电路中，电源旁路设计非常关键。VCC 引脚需要使用 1000pF 电容与 47pF 电容并联进行旁路，并且要尽可能靠近引脚，以保证电路的稳定性。大家在实际布线时，要注意电容的布局和连接方式，避免引入不必要的干扰。

八、总结

MAX2130 是一款性能卓越的宽带双输出低噪声放大器，适用于多种电视调谐器应用。它具有宽频率范围、低噪声、高增益、高线性度以及可编程等优点，通过合理的设计和参数设置，可以满足不同应用场景的需求。在使用过程中，工程师需要重点关注输入输出匹配、偏置电路设计、动态线性度调整以及电源旁路等方面，以充分发挥该放大器的性能优势。大家在实际应用中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区交流分享。