910A演示电路：LT5557高信号电平下变频混频器快速上手

在电子设计领域，混频器是实现信号频率转换的关键器件。今天，我们来深入了解一下Demonstration Circuit 910A以及它所适配的LT5557高信号电平下变频混频器。

文件下载：DC910A.pdf

电路概述

Demonstration circuit 910A专为评估LT5557有源下变频混频器而优化，采用离散IF输出巴伦，适用于低成本应用。其RF输入端口在1.6 - 2.3GHz、LO输入端口在1 - 5GHz内均内部匹配至50Ω，IF输出通过离散巴伦在240MHz匹配至50Ω。与基于变压器的匹配技术相比，离散巴伦方法能带来更窄的IF输出带宽、更高的转换增益，但IIP3和噪声系数会稍有下降。

LT5557混频器特性

高集成度与低成本

LT5557是一款针对高线性度、宽动态范围下变频应用优化的有源混频器。IC内部集成了高速差分LO缓冲放大器来驱动双平衡混频器，RF和LO输入的宽带集成变压器提供单端50Ω接口。差分IF输出方便与差分IF滤波器和放大器连接，也可轻松匹配以驱动单端50Ω负载，无需或只需一个外部变压器。这种高度集成的设计有效降低了整体解决方案成本、减少了电路板空间并降低了系统级变化。

性能参数

在典型测试条件下（ (V{C C}=3.3 ~V) ，EN = High， (T{A}=25^{circ} C) ， (f{R F}=1950 MHz) ， (P{R F}=-6 d B m) ， (f{L O}=1710MHz) ， (P{L O}=-3 d B m) ，IF输出在240MHz测量），该电路展现出了一系列优秀的性能参数：

• 供电参数：供电电压范围为2.9 - 3.9V，使能（EN = High）时总供电电流为81.6mA，关闭（EN = Low）时最大关机电流为100µA。
• 频率范围：RF输入频率范围在回波损耗大于12dB时为1600 - 2300MHz，LO输入频率范围在回波损耗大于10dB时为1000 - 4200MHz，IF输出频率范围在回波损耗大于10dB时为220 - 260MHz。
• 增益与线性度：转换增益为2.9dB，输入三阶截点（2个RF信号，-6dBm/信号，∆ f = 1MHz）为24.7dBm，输入1dB压缩点为8.8dBm。
• 噪声与隔离：单边带噪声系数为11.7dB，LO到RF泄漏小于 -45dBm，LO到IF泄漏小于 -42dBm，RF到LO隔离大于42dB，RF到IF隔离大于41dB。
• 杂散抑制：2RF - 2LO输出杂散产物（ (f{RF}=f{LO} ± f{IF} /2) ）在 (F{RF}=1830MHz) ， (P{RF}=-6dBm) ， (f{IF}=240MHz) 时为 -53dBc；3RF - 3LO输出杂散产物（ (f{RF}=f{LO} ± f{IF} /3) ）在 (F{RF}=1790MHz) ， (P{RF}=-6dBm) ， (f{IF}=240MHz) 时为 -70dBc。

绝对最大输入额定值

在使用LT5557时，需要注意其绝对最大输入额定值，如供电电压（ (V{CC1}) ，IF + ，IF - ）最大为4V，CC2使能电压范围为 –0.3V到 (V{CC} + 0.3V) ，LO输入功率最大为 +10dBm等。同时，该器件对静电放电（ESD）敏感，在操作时需采取适当的ESD防护措施。

频率范围与匹配

Demonstration circuit 910A可将1.6 - 2.3GHz的RF信号下变频至240MHz的IF频率，支持低边或高边LO注入。LT5557的RF输入在1.6 - 2.3GHz内内部匹配至50Ω，回波损耗优于12dB；LO输入端口在1 - 5GHz内内部匹配至50Ω，回波损耗优于10dB。通过简单的外部匹配，可轻松扩展两个端口的频率范围。此外，该电路采用低成本离散巴伦实现240MHz的窄带IF输出匹配，对于其他IF频率的组件值可根据数据手册应用信息部分的公式计算。

测试设备与设置

设备选择

• 信号发生器：进行双音测量时，应使用低谐波输出的高性能信号发生器。若信号发生器输出有高阶谐波，需使用低通滤波器进行抑制。
• 合路器：应使用能在所有端口提供宽带50Ω终端且端口间隔离良好的高质量合路器。
• 衰减器：建议在信号发生器输出端使用衰减器，以进一步提高源隔离度，防止信号源相互调制产生互调产物。
• 频谱分析仪：频谱分析仪输入过载时会产生显著的内部失真产物，一般其最佳工作输入范围约为 –30dBm到 -40dBm，需使用足够的输入衰减以避免仪器饱和。

系统评估

在对被测设备进行测量前，需评估系统性能，确保获得干净的输入信号，并将频谱分析仪的内部失真降至最低。

快速启动步骤

连接设备

按照图1正确连接所有测试设备。

供电与验证

施加3.3V直流电源，并验证电流消耗约为81.6mA。

信号输入

施加RF和LO输入信号进行交流测量。将LO信号发生器设置为提供1710MHz、 -3dBm的连续波（CW）信号至演示板的LO IN端口；将RF信号发生器设置为提供两个 -6dBm的CW信号至演示板的RF IN端口，频率分别为1950MHz和1951MHz。

频谱分析设置

将频谱分析仪的频率范围设置为捕获240MHz的IF输出，并使用足够的输入衰减以避免仪器饱和。

性能测量

• 转换增益和输入三阶截点：通过公式 (G C=P 1 - Pin) 和 (IIP3 =(P 1 - P 3) / 2 + Pin) 进行测量，其中P1是240MHz或241MHz处两个基波输出信号的最低功率电平，P3是239MHz或242MHz处最大的三阶产物，Pin为输入功率（此处为 -6dBm）。
• 2RF - 2LO和3RF - 3LO输出杂散产物：分别按照相应的频率设置信号发生器，测量输出信号与杂散信号的dBc差值。
• 其他参数：测量RF到LO隔离、LO泄漏和输入1dB压缩点。单边带噪声系数可使用噪声系数仪测量，测量时需使用高质量信号发生器和带通滤波器。

在实际设计中，你是否遇到过类似混频器的性能优化问题？又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验。