MAX2640為低成本、低噪聲放大器,設計用于工作在400MHz至2500MHz頻率范圍的應用。本應用筆記給出了調(diào)整MAX2640在470MHz至770MHz ISDB-T應用中工作所需的RF匹配電路。優(yōu)化后的電路具有以下性能特點:噪聲系數(shù)<1.2dB,增益>15dB,輸入回波損耗<-3dB,輸出回波損耗<-12dB,IIP3>-18dBm,輸入P1分貝在整個工作頻段內(nèi)> -26dBm。
介紹
MAX2640為低成本、低噪聲放大器(LNA),設計用于工作在400MHz至2500MHz頻率范圍的應用。該器件工作在+2.7V至+5.5V寬電源電壓范圍,典型功耗僅為3.3mA,同時提供低噪聲系數(shù)、高增益和高輸入IP3。
綜合業(yè)務數(shù)字廣播(ISDB)是日本為廣播數(shù)字多媒體服務而創(chuàng)建的數(shù)字電視和廣播格式。ISDB-T是地面和移動多媒體應用的核心標準。ISDB-T在6MHz至470MHz頻段使用770MHz寬信道,每個信道細分為13個等帶寬段。分段信道的使用使所提供的服務具有靈活性,因為段的各種組合可用于傳輸需要不同帶寬度的服務(例如HDTV,SDTV,數(shù)字廣播等)。移動應用程序僅利用 1 個細分市場中的 13 個。
Maxim目前為ISDB-T應用提供MAX2160和MAX2161/MAX2162完整的集成調(diào)諧器。通過適當?shù)恼{(diào)諧,MAX2640 LNA可以添加到ISDB-T調(diào)諧器的前端,以改善系統(tǒng)的噪聲系數(shù)并增加增益。本應用筆記給出了匹配電路,可用于優(yōu)化MAX2640在ISDB-T應用中的工作性能。
優(yōu)化液化天然氣放大器性能
在特定頻率范圍內(nèi)使用適當?shù)钠ヅ湓商岣逺F放大器的性能。必須向放大器輸入和輸出提供正確的源阻抗和負載阻抗,以確保系統(tǒng)元件之間的最佳信號傳輸,同時最大限度地減少放大器增加信號的噪聲量。通常,獲得最佳噪聲系數(shù)的源阻抗和負載阻抗不等于最大增益所需的源阻抗和負載阻抗。為了優(yōu)化低噪聲放大器的性能,必須調(diào)整輸入和輸出匹配電路,以在噪聲系數(shù)、回波損耗和增益之間進行權衡。
MAX2640評估板支持MAX2640的快速原型設計和評估。本應用筆記采用MAX2640評估板優(yōu)化輸入和輸出匹配。
首先,我們將研究MAX2640的固有增益和穩(wěn)定性。MAX2640的VCC線路允許靈活放置VCC旁路電容,從而允許改變與VCC引腳串聯(lián)的電感量。與VCC引腳串聯(lián)的電感量對放大器的影響不可忽略,并提供了一個額外的參數(shù),可以調(diào)整該參數(shù)以提高性能。先前對MAX2640的分析表明,將VCC旁路電容放置在距離VCC引腳約4mm至5mm的位置,可以在固有增益和穩(wěn)定性之間取得良好的平衡。
在反向隔離較差的放大器中,無法在不影響輸入匹配的情況下調(diào)諧輸出匹配。但是,由于MAX2640的輸出和輸入之間的高度隔離,輸入和輸出匹配可以獨立調(diào)諧。在本應用筆記中,首先調(diào)整輸出匹配,以優(yōu)化增益和輸出回波損耗。
接下來,我們必須優(yōu)化輸入匹配。此應用所需的寬工作帶寬增加了輸入調(diào)諧的復雜性。為了確保在頻帶上獲得相當平坦的增益和噪聲系數(shù),必須進行一些額外的權衡。在本應用筆記中,我們將重點介紹如何在保持頻帶內(nèi)恒定增益的同時,將噪聲系數(shù)降至最低。為了實現(xiàn)這一點,我們必須犧牲輸入回波損耗。LNA輸入端使用T網(wǎng)絡匹配以提供寬帶匹配;LNA輸入端也需要一個隔直電容。
圖1顯示了最終電路,而表1提供了元件列表。
圖1.提供MAX2640調(diào)諧電路,用于470MHz至770MHZ ISDB-T應用。
表 1.MAX2640評估板元件列表,適用于470MHz至770MHz ISDB-T應用
指示器 | 描述 |
C1 | 470pF 陶瓷帽 (0603), 村田制作所 GRM1885C1H471JA01B |
C2 | 15pF 陶瓷帽 (0603), 村田制作所 GRM1885C1H150JA01B |
C3 | 10μF 陶瓷電容 (1206), AVX TAJA106D010R |
C4 | 470pF陶瓷帽(0805),村田制作所GRM40COG471J50V |
C5 | 3.9pF陶瓷帽(0603),村田制作所GRM1885C1H3R3CZ01B |
L1 | 10nH 繞線電感器 (0603), 線藝 0603CS-10NXJBC |
L2 | 22nH 繞線電感器 (0603), 線藝 0603CS-22NXJBC |
性能
使用上述電路,MAX2640的性能在VCC = +2.8V和TA = +25°C下測量。 在頻段中心,LNA實現(xiàn)了1.05dB噪聲系數(shù)、15.1dB增益、-5dB輸入回波損耗、-16.5dB輸出回波損耗、-16dBm的IIP3和-26dBm的輸入P1dB。在整個頻段內(nèi),噪聲系數(shù)小于1.2dB,增益平坦度約為±0.1dB,輸入回波損耗小于-3dB,輸出回波損耗小于-12.3dB,IIP3優(yōu)于-18dBm,輸入P1dB大于-26dBm。
輸入和輸出匹配元件的電路板損耗已從所有測量中解嵌。為了確保準確性,噪聲系數(shù)是在法拉第籠中測量的。頻帶性能如圖 2–5 所示。
圖2.說明優(yōu)化后的噪聲系數(shù)與頻率的關系。
圖3.說明優(yōu)化增益與頻率的關系。
圖4.說明優(yōu)化的輸入/輸出回波損耗與頻率的關系。
圖5.說明優(yōu)化的 IIP3/P1分貝與頻率。
審核編輯:郭婷
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針對ISDB-T應用的MAX2640低噪聲放大器(LNA)

針對ISDB-T應用優(yōu)化MAX2640設計方案

基于低噪聲放大器MAX2640對輸入和輸出匹配電路進行優(yōu)化設計

ADL5521:400 MHz至4000 MHz低噪聲放大器數(shù)據(jù)表

ADL5523:400 MHz至4000 MHz低噪聲放大器數(shù)據(jù)表

LNA針對433.05MHz至434.79MHz歐洲ISM頻段進行了調(diào)諧

MAX2160 ISDB-T參考設計

MAX2640 300MHz至2500MHz SiGe超低噪聲放大器技術手冊

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