11 GHz 至 18 GHz 基础混频器 ADH554S 深度解析

一、引言

在电子工程领域，混频器是射频和微波系统中至关重要的组件。今天我们要深入探讨的是 Analog Devices 公司的 11 GHz 至 18 GHz 基础混频器 ADH554S，它专为空间级应用设计，具有一系列独特的性能特点。

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二、规格概述

2.1 适用范围

本规格书详细规定了 ADH554S 的各项要求，遵循 MIL - PRF - 38535 Level V 标准，但有部分修改。同时，RF & MICROWAVE STANDARD SPACE LEVEL PRODUCTS PROGRAM 手册中描述的制造流程也是本规格的一部分。此数据主要针对该产品的空间级版本，商业级产品的更详细操作说明和完整数据手册可在 http://www.analog.com/HMC554 找到。

2.2 产品编号

产品的完整编号为 ADH554 - 701LH5，它是一款 11 GHz 至 18 GHz 的基础混频器。

三、封装与引脚

3.1 封装外形

外形字母	描述性标识端子	引脚数量	引脚镀层	封装样式
X	E - 12 - 5	12 引脚	金	陶瓷密封表面贴装（LH5）

3.2 引脚连接

引脚编号	引脚符号	引脚类型	引脚描述	接口原理图
1	GND Power	电源引脚	RF/DC 接地
2	LO Input	输入引脚	LO 输入
3	GND Power	电源引脚	RF/DC 接地
4	GND Power	电源引脚	RF/DC 接地
5	IF I/O	输入输出引脚	IF 上变频器输入 / 下变频器输出 2/ RF/DC 接地
6	GND Power	电源引脚	RF/DC 接地
7	GND Power	电源引脚	RF/DC 接地
8	RF I/O	输入输出引脚	RF 下变频器输入 / 上变频器输出 1/
9	GND Power	电源引脚	RF/DC 接地
10	GND Power	电源引脚	RF/DC 接地
11	GND Power	电源引脚	RF/DC 接地
12	GND Power	电源引脚	RF/DC 接地 3/ 4/

需要注意的是：

1. 引脚 8 是直流耦合且匹配到 50 欧姆。
2. 引脚 5 是直流耦合。对于不需要直流操作的应用，该端口应使用串联电容进行外部直流阻断，电容值需根据所需的 IF 频率范围选择。对于直流操作，该引脚的电流源或吸收电流不得超过 2 mA，否则可能导致器件故障。
3. 封装底部必须连接到 RF/DC 接地。
4. 封装盖子内部连接到 RF/DC 接地。

四、性能规格

4.1 绝对最大额定值

参数	数值
通道温度	+150°C
热阻（结到封装底部）	272.8 °C/W
ESD 敏感度（HBM）	1

4.2 推荐工作条件

环境工作温度范围（TA）为 - 40 °C 至 + 85 °C。

4.3 标称工作性能特性

参数	数值	备注
输入二阶截点（IIP2）（11 GHz - 18 GHz）	42 dBm	作为下变频器测量，IF = 100 MHz，双音 RF 输入功率每个音调为 - 10 dBm，间距 1 MHz
LO 到 RF 隔离度（16 GHz - 18 GHz）	30 dB
LO 到 IF 隔离度（16 GHz - 18 GHz）	20 dB

4.4 电气性能特性

不同频率下的电气性能特性如下表所示：	频率	参数	条件	最小值	最大值	单位
11.0 GHz	转换损耗	RF = 11 GHz, LO = 10.9 GHz	4	11	dB
	S21		5, 6	12	dB
	噪声系数（SSB）		4	11	dB
	NF		5, 6	12	dB
	LO 到 RF 隔离度		4	40	dB
	LO - RF		5, 6	35	dB
	LO 到 IF 隔离度		4	29	dB
			5, 6	26	dB
	RF 到 IF 隔离度		4	15	dB
			5, 6	13	dB
14.5 GHz	S21		4	9	dB
	转换损耗	RF = 14.5 GHz, LO = 14.4 GHz	5, 6	10	dB
	噪声系数（SSB）		4	9	dB
	NF		5, 6	10	dB
	LO 到 RF 隔离度		4	36	dB
	ISO LO - RF		5, 6	34	dB
	LO 到 IF 隔离度		4	34	dB
	ISO LO - IF		5, 6	31	dB
	RF 到 IF 隔离度		4	18	dB
	ISO RF - IF		5, 6	16	dB
18.0 GHz	转换损耗	S21	4	12	dB
	RF = 18 GHz, LO = 17.9 GHz	5, 6	13	dB
	噪声系数（SSB）	NF	4	12	dB
		5, 6	13	dB
	LO 到 RF 隔离度		4	40	dB
	ISO LO - RF		5, 6	35	dB
	LO 到 IF 隔离度	4	30	dB
	ISO LO - IF	5, 6	27	dB
	RF 到 IF 隔离度	ISO RF - IF	4	16	dB
		5, 6	14	dB

注：测试作为下变频器在 (TA{nom}= + 25^{circ}C)，(TA{max}= + 85^{circ}C)，(TA_{min}= - 40^{circ}C)，(IF = 100 MHz)，(LO = + 13 dBm) 和 (RF = - 10 dBm) 条件下进行，噪声系数未测试，由转换损耗保证。

4.5 电气测试要求

测试要求	子组
临时电气参数	4
最终电气参数	4 1/ 2/
A 组测试要求	4, 5, 6
C 组端点电气参数	4 2/
D 组端点电气参数	4

注：1/ PDA 适用于表 I 子组 1 和表 IIB 增量参数。2/ 增量参数见 IIB 表。

4.6 老化/寿命测试增量限制

参数	测试条件	符号	增量单位
转换损耗	按表 I	S21	± 1.0 dB

注：240 小时老化和 1000 小时寿命测试（C 组）端点电气参数，增量仅在 (T_{A}= + 25^{circ}C) 下进行。

五、老化、寿命测试和辐射

5.1 老化测试电路和寿命测试电路

制造商应在文件修订级别控制下维护测试条件和电路，并应要求向编制或采购部门提供。测试电路应根据 MIL - STD - 883 方法 1015 测试条件 C 的意图，指定输入、输出、偏置和功耗（如适用）。HTRB 不适用于本图纸。

六、MIL - PRF - 38535 QMLV 例外情况

RF & MICROWAVE STANDARD SPACE LEVEL PRODUCTS PROGRAM 中描述的制造流程是本规格的一部分。该手册描述了在 ADI 马萨诸塞州切尔姆斯福德工厂生产的航空航天产品的标准 QMLV 例外情况。

6.1 晶圆制造

铸造信息可应要求提供。

6.2 D 组

D - 5 盐雾气氛测试未进行。

七、应用注意事项

在应用中使用的电路板应采用 RF 电路设计技术。信号线应具有 50 欧姆阻抗，同时封装接地引脚和暴露焊盘应直接连接到接地平面。应使用足够的过孔连接顶部和底部接地平面。

八、封装外形尺寸

LH5 封装和外形尺寸可在 http://www.analog.com 或应要求提供。

九、订购指南

型号	温度范围	封装描述	封装选项
ADH554 - 701LH5	–40°C 至 + 85°C	12 引脚陶瓷密封表面贴装

十、修订历史

版本	更改描述	日期
A	初始版本	12/21/18
B	更新表 I、第 3.0、4.1、4.3、6.0、7.0 和 8.0 节	05/06/19
C	修订第 5.1.1 节	10/01/2020

通过以上对 ADH554S 混频器的详细分析，电子工程师们可以更好地了解该产品的性能和应用要求，在实际设计中做出更合适的选择。大家在使用这款混频器的过程中，有没有遇到过什么特别的问题呢？欢迎在评论区分享交流。