便携式应用中嵌入式天线的高欧姆FM LNA设计解析

在当今的便携式设备中，FM收音机功能依然是很多用户喜爱的功能之一。为了让用户能在手机等设备上更好地收听FM广播，NXP推出了基于BGU7003W的高欧姆FM LNA（低噪声放大器）。下面我们就来详细了解一下这款LNA的相关设计。

文件下载：OM7808/BGU7003W/FM.pdf

一、引言

近年来，“音乐”作为移动设备的增值功能越来越受欢迎。随着内存价格的下降，从PC传输MP3到移动设备并播放变得十分常见。同时，人们除了播放自己的MP3收藏外，还希望通过FM收音机了解新闻、收听新音乐，这也重新点燃了人们对移动FM收音机的兴趣。NXP的FM LNA可以帮助用户通过手机扬声器收听FM广播，它能放大微弱信号，解决嵌入式天线与FM收音机接收器之间的阻抗匹配问题。

二、应用电路

2.1 组件

FM LNA应用电路采用BGU7003W（LNA MMIC）构建，需要8个（评估板中使用9个）外部组件进行匹配、偏置和去耦。具体组件信息如下表：	Component	Position on Layout	Value Unit Type	Remark
C1	Z3	0.56 pF	MurataGRM1555 （使用D2时，C1不是必需的）
C2, C6	Z4, Z15	330 pF	MurataGRM1555 DC blocking
C3, C5, C4	Z6, Z9, Z20	47 nF	DC decoupling （C4不是必需的）
R1	Z7	6.8 kΩ	Bias setting
R2	Z11	56 Ω	Stability / Matching
R3	Z13	10 Ω	Stability
Z1, Z16, Z19, Z21	0 Ω	Jumper Reserved for ESD & matching
Z5, Z8, Z10, Z12, Z14, Z17, Z18	NC	Not connected
D1	D1		BGU7003W
D2	Z2		PESD5V0F1BL （ESD Diode，可选）

2.2 PCB布局

PCB布局除了基本的组件布局外，还为0402组件预留了额外的焊盘，用于不同的应用或ESD保护和匹配目的。这里有PCB材料堆叠图以及布局和组装图可供参考。大家在实际设计中，要注意这些预留焊盘的合理使用，以满足不同的设计需求。

虽然在搜索“PCB布局对FM LNA性能的影响”时遇到了一些问题，但我们可以从理论上推测，合理的PCB布局对于FM LNA的性能至关重要。比如，组件的合理排列可以减少信号干扰，提高放大器的稳定性和增益等。大家在实际设计中，不妨多尝试不同的布局方式，观察对性能的影响。

三、测量结果

3.1 典型测量数据

在评估板上进行测量，测量条件为 (T{amb}=25^{circ}C)，(V{cc}=V{en}=V{rb}=2.85V)，(I{CC(tot)} = 3.2mA)，(f = 100MHz)，(Z{S}=Z_{L}=50Omega)（除非另有说明），所有测量以SMA连接器为参考平面。具体测量结果如下：	Parameter	Symbol	Value	Unit	Remark
supply voltage	Vcc	2.85	V
supply current	(I_{CC(tot)})	3.2	mA
noise figure	NF	1.2	dB
insertion power gain	￨S21￨²	13	dB
input return loss	(RL_{in})	0.5	dB
output return loss	(RL_{out})	16.5	dB
dB gain compression	(P_{i(1dB)})	-23	dBm
output power at 1 dB gain compression	(P_{o(1dB)})	-11	dBm
input third - order intercept point	(IP3_{I})	-15	dBm
output third - order intercept point	(IP3_{O})	-2	dBm

从这些数据中，我们可以评估该FM LNA在特定条件下的性能。例如，低噪声系数（NF = 1.2 dB）表明该放大器在放大信号的同时引入的噪声较小；较高的插入功率增益（￨S21￨² = 13 dB）说明它能有效地放大信号。大家可以思考一下，这些参数在实际应用中会对FM收音机的收听效果产生怎样的影响呢？

3.2 测量图表

所有测量均在应用板上进行，参考平面为应用板上的SMA连接器。测量图表包括增益、输入和输出匹配图、隔离图、输入和输出阻抗图以及稳定性图等。这些图表能更直观地展示FM LNA在不同频率下的性能变化。通过分析这些图表，我们可以进一步优化电路设计，提高放大器的性能。

四、法律信息

4.1 定义

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4.2 免责声明

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4.3 商标

所有引用的品牌、产品名称、服务名称和商标均为其各自所有者的财产。

在设计过程中，我们一定要仔细阅读这些法律信息，避免不必要的法律风险。

综上所述，NXP的基于BGU7003W的高欧姆FM LNA为便携式设备的FM收音机功能提供了一个不错的解决方案。通过合理的电路设计、PCB布局和性能优化，我们可以实现更好的FM收听体验。大家在实际设计中，不妨参考本文的内容，结合实际需求进行调整和改进。