MAX2653 LNA具有增益步進控制，可重新調諧用于GPS應用
本篇應用筆記介紹了一種用于MAX2653 SiGe LNA的射頻匹配網絡，可調諧到GPS頻段(中心頻率1575MHz)。本篇筆記提供高增益和低增益以及2.7V和3.0V時LNA的性能指標(供電電流、增益、NF、IIP3，反向隔離以及輸入輸出回波損耗)。在VCC = 2.7V和5.6mA供電電流時，LNA具有19.2dB增益，1.6dB噪聲系數以及-5.2dB IIP3。
MAX2653 SiGe低噪聲放大器(LNA)在美國PCS (1930MHz到1990MHz)和歐洲DCS (1805MHz到1880MHz)接收頻段上對最低噪聲性能進行了內部優化。這款LNA具有20dB增益控制步進，外部可調整增益和線性(通過單個電阻)，可使用2.7V到3.3V電源工作，關斷電流0.25μA。Maxim并不提供用于GPS頻段且包含了增益步進的單獨LNA，但是重新調諧MAX2653到GPS頻段可提供優異的解決方案。可選的匹配值(表1)使得LNA增益提高了0.5dB, 噪聲系數改善0.1dB，IIP3改善2dB，所有的指標性能都是在相同的供電電流下測得。
針對不需要增益步進的應用，Maxim提供了MAX2654和MAX2655 SiGe GPS LNA。這些LNA提供偏置電流控制(通過外部電阻)可用于設置增益和線性值，在關斷模式下電流0.1μA，內部集成了50Ω輸出匹配。
圖1. 使用新的匹配元件(C2, L1, L3, C4)的MAX2653評估板，PCB不需要重新印刷。
圖2. MAX2653評估板原理圖，使用新的匹配元件，用于1575MHz GPS頻段
| Designation | Value | Description |
| C2 | 1.3pF | shunt-C (to GND) matching component for LNA input0402 ceramic capacitor Murata GJ61555C1H1R3CB01B |
| L1 | 3.9nH | series-L matching component for LNA input0603 printed inductor Toko LL1608-FS series |
| L3 | 3.3nH | shunt-L (to VCC) matching component for LNA output0603 printed inductor Toko LL1608-FS series |
| C4 | 0.75pF | series-C matching component for LNA output0402 ceramic capacitor Murata GJ61555C1HR75CB01B |
在替換評估板上的匹配元件后，在室溫下重新測試關鍵的性能指標-表2提供了重新調諧MAX2653后的測試結果。這些值是以評估板SMA連接器為參考測量得到的，為獲得輸出匹配電路網絡輸出處測量值，假設每個輸出和輸入各0.2dB損耗，在這種情況下，電路噪聲系數約為1.57dB，增益約為19.2dB等。表3提供了各個頻率上的增益值和噪聲系數。
| Parameter | Symbol | Conditions | Test Result | Unit | |
| Supply Current | ICC | High Gain Mode | VCC = 2.7V | 5.61 | mA |
| VCC = 3.0V | 5.62 | ||||
| Low Gain Mode | VCC = 2.7V | 2.23 | |||
| VCC = 3.0V | 2.24 | ||||
| Gain | G | High Gain Mode | VCC = 2.7V | 19.0 | mA |
| VCC = 3.0V | 19.0 | ||||
| Low Gain Mode | VCC = 2.7V | -2.3 | |||
| VCC = 3.0V | -2.2 | ||||
| NF | NF | High Gain Mode | VCC = 2.7V | 1.77 | dB |
| VCC = 3.0V | 1.79 | ||||
| Low Gain Mode | VCC = 2.7V | 6.36 | |||
| VCC = 3.0V | 6.37 | ||||
| Input 3rd-order Intercept | IIP3 | High Gain Mode | VCC = 2.7V | -5.2 | dBm |
| VCC = 3.0V | -4.9 | ||||
| Low Gain Mode | VCC = 2.7V | +0.2 | |||
| VCC = 3.0V | +0.2 | ||||
| Reverse Isolation | |S12| | High Gain Mode | VCC = 2.7V | -33.8 | dB |
| VCC = 3.0V | -33.6 | ||||
| Low Gain Mode | VCC = 2.7V | -22.2 | |||
| VCC = 3.0V | -22.3 | ||||
| Input Return Loss | |S11| | High Gain Mode | VCC = 2.7V | -7.7 | dB |
| VCC = 3.0V | -7.7 | ||||
| Low Gain Mode | VCC = 2.7V | -10.9 | |||
| VCC=3.0V | -11.0 | ||||
| Output Return Loss | |S22| | High Gain Mode | VCC = 2.7V | -12.6 | dB |
| VCC=3.0V | -12.5 | ||||
| Low Gain Mode | VCC = 2.7V | -8.1 | |||
| VCC = 3.0V | -8.2 | ||||
| Frequency | High-Gain | Low-Gain | ||||||
| VCC = 2.7V | VCC = 3.0V | VCC = 2.7V | VCC = 3.0V | |||||
| Gain (dB) | NF (dB) | Gain (dB) | NF (dB) | Gain (dB) | NF (dB) | Gain (dB) | NF (dB) | |
| 1400 | 15.4 | 1.71 | 15.3 | 1.69 | -5.4 | 6.36 | -5.5 | 6.32 |
| 1450 | 18.4 | 1.74 | 18.4 | 1.74 | -2.9 | 7.18 | -2.9 | 7.40 |
| 1500 | 18.6 | 1.75 | 18.5 | 1.77 | -2.6 | 6.45 | -2.6 | 6.59 |
| 1550 | 18.6 | 1.78 | 18.6 | 1.75 | -2.9 | 5.70 | -2.7 | 5.51 |
| 1575 | 19.0 | 1.77 | 19.0 | 1.79 | -2.3 | 6.36 | -2.2 | 6.37 |
| 1650 | 18.7 | 1.86 | 18.7 | 1.82 | -2.2 | 6.67 | -2.3 | 6.66 |
| 1700 | 17.3 | 1.84 | 17.4 | 1.87 | -3.5 | 5.64 | -3.5 | 5.56 |
| 1750 | 16.3 | 1.88 | 16.3 | 1.92 | -4.3 | 6.26 | -4.1 | 6.21 |
圖3. MAX2653 GPS性能。高增益(當前活動曲線)和低增益下(已存儲的曲線)的輸入回波損耗(S11)
圖4. MAX2653 GPS性能。高增益(當前活動曲線)和低增益下(已存儲的曲線)的前向增益(S21)
圖5. MAX2653 GPS性能。高增益(當前活動曲線)和低增益下(已存儲的曲線)的反向隔離(S12)
圖6. MAX2653 GPS性能。高增益(當前活動曲線)和低增益下(已存儲的曲線)的輸出回波損耗(S22)
審核編輯：郭婷
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