概述
LTC 5540 隸屬于一個(gè)覆蓋 600MHz 至 4GHz 頻率范圍的高動(dòng)態(tài)范圍無源下變頻混頻器系列。LTC5540專為 0.6GHz 至 1.3GHz RF 應(yīng)用而優(yōu)化。LO 頻率必須位于 0.7GHz 至 1.2GHz 的范圍之內(nèi)，以獲得最佳性能。該器件的典型應(yīng)用是具有一個(gè) 700MHz 至 915MHz RF 輸入和高端 LO 的 LTE 或 GSM 接收器。
數(shù)據(jù)表：*附件：LTC5540 600MHz至1.3GHz、高動(dòng)態(tài)范圍、下變頻混頻器技術(shù)手冊(cè).pdf

LTC5540 專為 3.3V 工作電壓而設(shè)計(jì)，然而，IF 放大器可由 5V 電壓來供電，旨在實(shí)現(xiàn)最高的 P1dB。一個(gè)執(zhí)行快速開關(guān)操作的集成 SPDT LO 開關(guān)可以接受兩個(gè)有源 LO 信號(hào)，同時(shí)提供高隔離度。

LTC5540 的高轉(zhuǎn)換增益和高動(dòng)態(tài)范圍允許在高選擇性接收機(jī)設(shè)計(jì)中使用規(guī)格較寬松的 IF 濾波器，并最大限度地縮減了總體解決方案的成本、板級(jí)空間和系統(tǒng)級(jí)偏差。
應(yīng)用

• 無線基礎(chǔ)設(shè)施接收機(jī)
  (LTE、GSM、CDMA)
• 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)微波鏈路
• 高動(dòng)態(tài)范圍下變頻混頻器應(yīng)用

特性

• 轉(zhuǎn)換增益：7.9dB (在 900MHz)
• IIP3：25.9dBm (在 900MHz)
• 噪聲指數(shù)：9.9dB (在 900MHz)
• 16.2dB NF (在 +5dBm 隔離條件下)
• 高輸入 P1dB
• 3.3V 電源，640mW 功耗
• 停機(jī)引腳
• 50Ω 單端 RF 和 LO 輸入
• LO 輸入 50Ω 匹配 (停機(jī)時(shí))
• 高隔離度 LO 開關(guān)
• 0dBm LO 驅(qū)動(dòng)電平
• 高 LO-RF 和 LO-IF 隔離度
• 小的解決方案外形尺寸
• 20 引腳 (5mm x 5mm) QFN 封裝

典型應(yīng)用

引腳配置描述

引腳功能

• NC（引腳1） ：該引腳內(nèi)部未連接。可以將其懸空，或者連接到地或Vcc。
• RF（引腳2） ：射頻信號(hào)的單端輸入引腳。此引腳內(nèi)部連接到射頻輸入變壓器的初級(jí)側(cè)，其初級(jí)側(cè)對(duì)地直流電阻較低。需使用串聯(lián)隔直電容，以避免直流電壓損壞集成變壓器。只要所選的本振輸入由0dBm±6dBm、0.7GHz至1.2GHz的信號(hào)源驅(qū)動(dòng)，射頻輸入即可實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。
• CT（引腳3） ：射頻變壓器次級(jí)中心抽頭引腳。該引腳可能需要一個(gè)旁路電容接地，具體見“應(yīng)用信息”部分。此引腳內(nèi)部產(chǎn)生的偏置電壓為1.2V，必須與地和Vcc進(jìn)行直流隔離。
• GND（引腳4、10、12、13、17，外露焊盤引腳21） ：接地引腳。這些引腳必須焊接到電路板上的射頻接地層。封裝的外露焊盤金屬層可提供與接地層的電氣連接，并且有助于良好的散熱。
• SHDN（引腳5） ：關(guān)斷引腳。當(dāng)輸入電壓小于0.3V時(shí)，通過引腳6、8、14、18和19供電的內(nèi)部電路啟用。當(dāng)輸入電壓大于3V時(shí)，所有電路禁用。典型的輸入電流小于10μA。該引腳不能懸空。
• Vcc2（引腳6）和Vcc1（引腳8） ：本振緩沖器和偏置電路的電源引腳。這兩個(gè)引腳在內(nèi)部相連，必須外部連接到經(jīng)過穩(wěn)壓的3.3V電源，并在引腳附近連接旁路電容。典型電流消耗為97mA。
• LOBIAS（引腳7） ：該引腳可用于調(diào)整本振緩沖器電流。典型直流電壓為2.2V。
• LOSEL（引腳9） ：LO1/LO2選擇引腳。當(dāng)輸入電壓小于0.3V時(shí)，選擇LO1端口；當(dāng)輸入電壓大于3V時(shí)，選擇LO2端口。對(duì)于LOSEL = 3.3V，典型輸入電流大于11μA。該引腳不能懸空。
• LO1（引腳11）和LO2（引腳15） ：本振單端輸入引腳。這些引腳在內(nèi)部偏置為0V，且需要外部隔直電容。即使芯片禁用（SHDN = 高電平），兩個(gè)輸入在內(nèi)部均匹配到50Ω。
• Vcc3（引腳14） ：本振開關(guān)的電源引腳。該引腳必須連接到經(jīng)過穩(wěn)壓的3.3V電源，并通過引腳附近的電容接地進(jìn)行旁路。典型直流電流消耗小于100μA。
• IFGND（引腳16） ：中頻放大器的直流接地返回引腳。該引腳必須連接到地，以構(gòu)成中頻放大器的直流電流通路。典型直流電流為96mA。
• IF?（引腳18）和IF?（引腳19） ：集電極開路差分中頻輸出引腳。這些引腳必須通過阻抗匹配電感或變壓器中心抽頭連接到直流電源。每個(gè)引腳的典型直流電流消耗為48mA。
• IFBIAS（引腳20） ：該引腳可用于調(diào)整中頻放大器電流。典型直流電壓為2.1V。

框圖

應(yīng)用信息

簡(jiǎn)介

LTC5540由一個(gè)高線性度無源雙平衡混頻器核心、中頻緩沖放大器、高速單刀雙擲（SPDT）本振開關(guān)、本振緩沖放大器以及偏置/關(guān)斷電路組成。有關(guān)每個(gè)引腳功能的描述，請(qǐng)參見“引腳功能”部分。射頻（RF）和本振（LO）輸入為單端輸入，中頻輸出為差分輸出。可采用低側(cè)或高側(cè)本振注入。如圖1所示的評(píng)估電路，利用了一個(gè)帶通中頻輸出匹配電路和一個(gè)中頻變壓器，以實(shí)現(xiàn)50Ω單端中頻輸出。評(píng)估板布局如圖2所示。

RF輸入

如圖3所示，混頻器的RF輸入連接到集成變壓器的初級(jí)繞組。通過連接一個(gè)串聯(lián)電容C1，可實(shí)現(xiàn)50Ω匹配。如果射頻信號(hào)源存在直流電壓，也需要C1進(jìn)行隔直，因?yàn)镽F變壓器的初級(jí)側(cè)在內(nèi)部直流接地，初級(jí)側(cè)的直流電阻約為5Ω。

RF變壓器的次級(jí)繞組內(nèi)部連接到無源混頻器。變壓器次級(jí)繞組的中心抽頭連接到引腳3（CT），用于連接旁路電容C2。C2的值可用于優(yōu)化所選本振注入的性能。對(duì)于高側(cè)本振應(yīng)用（見圖1），通過C1 = 5.6pF實(shí)現(xiàn)寬帶輸入匹配。圖4展示了在700MHz、1090MHz和1200MHz本振頻率下測(cè)得的輸入回波損耗。如圖4所示，射頻輸入阻抗與本振頻率有關(guān)，盡管單個(gè)C1值足以覆蓋較寬的射頻范圍。

為了實(shí)現(xiàn)RF輸入的正確匹配，必須驅(qū)動(dòng)所選的本振輸入。C1和C2的值可以調(diào)整，以優(yōu)化高側(cè)或低側(cè)本振的性能。

LO 輸入的標(biāo)稱電平為 0dBm，不過限幅放大器在約 + 6dBm 的輸入功率范圍內(nèi)都能提供出色的性能。LO 輸入的 ESR（等效串聯(lián)電阻）為 6Ω，可能會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部大信號(hào)二極管導(dǎo)通。電容 C3 和 C4 可優(yōu)化輸入匹配并提供直流阻斷功能。

LO1 輸入阻抗和輸入反射系數(shù)隨頻率的變化情況如圖所示。由于器件布局和封裝的對(duì)稱性，LO2 端口的情況與之相同。
系（在引腳 11 處，無外部匹配，LOSEL = 低電平），包含頻率（GHz）、輸入阻抗、S11 幅度、S11 相位)

IF 輸出

如圖 7 所示，中頻放大器具有差分集電極開路輸出（IF?和 IF?）、一個(gè)直流接地返回引腳（IFGND）以及一個(gè)用于修改內(nèi)部偏置（IFBIAS）的引腳。中頻輸出必須通過匹配電感 L1 和 L2 施加電源電壓（VCC）來進(jìn)行偏置。或者，也可通過變壓器的中心抽頭對(duì)中頻輸出進(jìn)行偏置。每個(gè)輸出引腳可汲取約 48mA 的直流電源電流（總共 96mA）。電阻 R2 用于改善阻抗匹配。

IFGND（引腳 16）必須接地，否則放大器將不汲取直流電流。通過電感 L3 可改善 LO - IF 和 RF - IF 泄漏性能，否則并非必需。L3 中較高的直流電阻會(huì)降低中頻放大器的電源電流，從而降低射頻性能。

為實(shí)現(xiàn)最佳單端性能，差分輸出必須通過外部中頻變壓器或分立巴倫電路進(jìn)行合并。評(píng)估板（見圖 1 和圖 2）使用 4:1 比例的中頻變壓器進(jìn)行阻抗變換以及差分信號(hào)到單端信號(hào)的轉(zhuǎn)換。也可以省略變壓器，直接驅(qū)動(dòng)差分濾波器或放大器。

在中頻頻率下，IF 輸出阻抗可建模為 320Ω 與 2.3pF 電容并聯(lián)。等效小信號(hào)模型（包括寄生電感）如圖 8 所示。不同頻率下的中頻輸出阻抗列于表 4 中。此數(shù)據(jù)以封裝引腳為參考（無外部組件），包含了芯片及封裝寄生效應(yīng)的影響。