MAX2686L/MAX2693L：GPS/GNSS低噪声放大器的卓越之选

在GPS和GNSS应用领域，低噪声放大器（LNA）是至关重要的组件，它能够有效放大微弱的信号，同时尽可能减少噪声的引入。Maxim Integrated推出的MAX2686L/MAX2693L低噪声放大器，凭借其出色的性能和紧凑的设计，成为了众多应用的理想选择。下面，我们就来详细了解一下这两款放大器。

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一、产品概述

MAX2686L/MAX2693L是专门为GPS L1、Galileo和GLONASS应用而设计的低噪声放大器。它们采用了Maxim先进的SiGe工艺，在实现高增益和低噪声系数的同时，还能最大化输入参考1dB压缩点和三阶截点。这两款放大器都集成了LDO，非常适合电池供电的应用。其中，MAX2693L在电流敏感的应用中表现出色，仅消耗1.8mA的电流。

这两款放大器的供电范围为+1.6V至+4.2V单电源，具有关断功能，可将电源电流降低至小于20µA。它们采用了非常小的无铅、符合RoHS标准的0.86mm x 0.86mm x 0.65mm晶圆级封装（WLP），节省了大量的电路板空间。

二、应用领域

1. 远程信息处理（资产跟踪和管理）

在资产跟踪和管理系统中，需要精确的GPS定位信息。MAX2686L/MAX2693L的高增益和低噪声系数能够确保接收到的GPS信号清晰、准确，从而实现对资产的实时跟踪和管理。

2. 带GPS功能的手机

如今，手机已经成为人们生活中不可或缺的工具，而GPS功能更是手机的重要组成部分。MAX2686L/MAX2693L的小尺寸和低功耗特性，非常适合集成到手机中，为用户提供精准的定位服务。

3. 笔记本电脑/超移动PC

在笔记本电脑和超移动PC中，GPS功能可以为用户提供导航和位置信息。MAX2686L/MAX2693L的高性能和可靠性，能够满足这些设备对GPS信号的需求。

4. 休闲、海洋导航

在休闲和海洋导航领域，GPS导航设备需要具备高精度和高可靠性。MAX2686L/MAX2693L的出色性能，能够为导航设备提供稳定的信号放大，确保导航的准确性。

5. 手表和数码相机

手表和数码相机等便携式设备也开始集成GPS功能。MAX2686L/MAX2693L的低功耗和小尺寸特性，使其成为这些设备的理想选择。

三、特性与优势

1. 高功率增益

MAX2686L的功率增益可达19dB，能够有效放大微弱的GPS信号，提高系统的灵敏度。

2. 低噪声系数

MAX2686L的噪声系数低至0.88dB，能够减少噪声的引入，提高信号的质量。

3. 集成50Ω输出匹配电路

这两款放大器集成了50Ω输出匹配电路，无需外部匹配组件，简化了设计，降低了成本。

4. 低电源电流

MAX2693L的电源电流仅为1.8mA，非常适合电池供电的应用，延长了设备的续航时间。

5. 宽电源电压范围

供电范围为1.6V至4.2V，能够适应不同的电源环境，提高了系统的灵活性。

6. 低物料清单

只需要一个电感器和两个电容器，减少了外部组件的数量，降低了成本和电路板空间。

7. 小尺寸封装

采用0.86mm x 0.86mm 0.4mm间距的WLP封装，节省了大量的电路板空间，适合空间敏感的应用。

四、电气特性

1. 绝对最大额定值

- VCC至GND：-0.3V至+4.2V
- 其他引脚至GND：-0.3V至(+工作VCC + 0.3V)
- 最大RF输入功率：+5dBm
- 连续功率耗散（TA = +70°C）：WLP（在+70°C以上以9.7mW/°C降额）776mW
- 最大RF输入电流：10mA
- 工作温度范围：-40°C至+85°C
- 结温：+150°C
- 储存温度范围：-65°C至+160°C
- 焊接温度（回流）：+260°C

2. DC电气特性

在不同的电源电压和温度条件下，对MAX2686L和MAX2693L的电源电流、关断模式电流、数字输入逻辑高电平和低电平进行了测试。例如，MAX2686L的电源电流为5mA，MAX2693L的电源电流为1.8mA，关断模式下的电流小于20µA。

3. AC电气特性

在RF频率为1575.42MHz的条件下，对两款放大器的功率增益、噪声系数、三阶输入截点、输入1dB压缩点、输入回波损耗、输出回波损耗和反向隔离等参数进行了测试。例如，MAX2686L在VCC = 4.2V时的功率增益为19.0dB，噪声系数为0.88dB。

五、典型工作电路

MAX2686L和MAX2693L的典型工作电路中，L1和C1、C2的值有所不同。MAX2686L的L1 = 7.3nH，C1 = 100nF，C2 = 10pF；MAX2693L的L1 = 12nH，C1 = 100nF，C2 = 10pF。这些值是为了实现最佳的增益、噪声系数和回波损耗性能而优化的。

六、输入和输出匹配

1. 输入匹配

这两款放大器需要片外输入匹配，只需要一个与直流阻断电容器串联的电感器即可形成输入匹配电路。输入耦合电容器的值会影响IIP3，较小的耦合电容器会导致较低的IIP3。

2. 输出匹配

它们集成了片上50Ω输出匹配电路，无需外部匹配组件，简化了设计。

七、Bump配置

MAX2686L/MAX2693L的Bump配置包括VCC、RFOUT ENABLE/(SHDN)、RFIN和GND。VCC为电源电压，需要通过一个10pF的电容器尽可能靠近IC接地；RFOUT ENABLE/(SHDN)为RF输出，内部匹配到50Ω，通过25kΩ电阻拉高DC电平可使能IC，拉低DC电平可关闭IC；RFIN为RF输入，需要一个直流阻断电容器和外部匹配组件；GND为接地，需要连接到PCB接地平面。

八、应用信息

1. PCB设计

对于任何RF微波电路，设计良好的PCB至关重要。在所有高频输入和输出上使用受控阻抗线，通过靠近器件的去耦电容器对VCC进行旁路。对于长VCC线，可能需要添加额外的去耦电容器，并将这些电容器放置在离器件封装更远的位置。确保GND引脚的正确接地，如果PCB使用顶部RF接地，应直接将其连接到GND引脚；对于接地不在组件层的电路板，应使用多个过孔将GND引脚连接到电路板。

2. 参考资料

可参考www.maximintegrated.com/app - notes/index.mvp/id/5100获取一般布局指南，访问www.maximintegrated.com/datasheet /index. mvp/ id/6934/t/do获取MAX2686L/MAX2693L EV套件的原理图、Gerber数据、PADS布局文件和BOM信息。

九、订购信息

MAX2686L EWS+T和MAX2693L EWS+T的工作温度范围均为-40°C至+85°C，采用4引脚WLP封装。其中“+”表示无铅/符合RoHS标准的封装，“T”表示卷带包装。

十、总结

MAX2686L/MAX2693L低噪声放大器以其高增益、低噪声系数、低功耗、小尺寸等优点，在GPS和GNSS应用中具有显著的优势。无论是在资产跟踪、手机、笔记本电脑，还是休闲导航等领域，都能为系统提供稳定、可靠的信号放大。作为电子工程师，在设计相关应用时，不妨考虑这两款优秀的低噪声放大器。大家在使用过程中是否遇到过类似放大器的一些特殊问题呢？欢迎在评论区分享交流。