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MAX2653 LNA具有增益階躍,針對GPS應用進行調諧

星星科技指導員 ? 來源:ADI ? 作者:ADI ? 2023-02-08 11:44 ? 次閱讀

本應用筆記給出了MAX2653 SiGe LNA的替代RF匹配網絡,該網絡針對GPS頻段(1575MHz中心頻率)進行了調諧。提供高增益和低增益模式以及3.2V和7.3V電源的性能指標(電源電流、正向增益、NF、IIP0、反向隔離和輸入/輸出回波損耗)。對于 Vcc= 2.7V,高增益模式,該應用在 19.2mA 電源電流下提供 1.6dB 增益、5.2dB NF 和 -3.5dB IIP6。

MAX2653 SiGe低噪聲放大器(LNA)經過內部優化,適用于美國PCS(1930MHz至1990MHz)和歐洲DCS(1805MHz至1880MHz)接收頻段的最低噪聲性能。這些 LNA 提供 20dB 增益控制步進、外部可調增益和線性度 (通過單個外部電阻器)、2.7V 至 3.3V 工作電壓以及 0.25μA 關斷模式。Maxim不提供包含增益階躍的GPS(1575MHz中心)頻段的獨立LNA,但將MAX2653重新調諧到該較低頻段可提供出色的解決方案。這些替代匹配值(表1)可提供高出0.5dB的增益、0.1dB的噪聲系數和2dB的IIP3 - 所有這些都實現了幾乎相同的電源電流。

對于不需要增益階躍的應用,Maxim提供MAX2654和MAX2655 SiGe GPS LNA。它們提供偏置電流控制 (通過外部電阻器) 以設置增益和線性度、0.1μA 關斷模式和集成 50Ω 輸出匹配。

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圖1.MAX2653評估板,具有新的匹配元件(C2、L1、L3、C4)。無需對PCB進行“黑客攻擊”。

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圖2.MAX2653評估板原理圖,具有用于1575MHz GPS頻段的新型匹配元件。

指定 價值 描述
C2 1.3pF 用于LNA輸入的并聯C(至GND)匹配元件0402陶瓷電容器村田制作所GJ61555C1H1R3CB01B
L1 3.9nH LNA輸入用L系列匹配元件0603印刷電感器 東光LL1608-FS系列
L3 3.3nH 分流-L(至 V抄送) LNA輸出配套元件0603印刷電感器 東光LL1608-FS系列
C4 0.75pF LNA輸出用C串接元件0402陶瓷電容器村田制作所GJ61555C1HR75CB01B

更換評估板上的匹配元件后,在室溫下重新測試關鍵性能指標——表2提供了重新調諧的MAX2653臺架測試結果。這些值稱為評估板SMA連接器;要獲得以匹配網絡輸出為參考的值,假設輸出和輸入各有大約0.2dB的損耗。以這種方式,電路的NF實際上約為1.57dB,增益約為19.2dB,依此類推。頻率范圍內的附加增益和NF數據如表3所示。

參數 象征 條件 測試結果 單位
電源電流 國際商會 高增益模式 Vcc=2.7V 5.61 mA
Vcc=3.0V 5.62
低增益模式 Vcc=2.7V 2.23
Vcc=3.0V 2.24
獲得 G 高增益模式 Vcc=2.7V 19.0 mA
Vcc=3.0V 19.0
低增益模式 Vcc=2.7V -2.3
Vcc=3.0V -2.2
NF NF 高增益模式 Vcc=2.7V 1.77 分貝
Vcc=3.0V 1.79
低增益模式 Vcc=2.7V 6.36
Vcc=3.0V 6.37
輸入三階截調截點 IIP3 高增益模式 Vcc=2.7V -5.2 dBm
Vcc=3.0V -4.9
低增益模式 Vcc=2.7V +0.2
Vcc=3.0V +0.2
反向隔離 |S12| 高增益模式 Vcc=2.7V -33.8 分貝
Vcc=3.0V -33.6
低增益模式 Vcc=2.7V -22.2
Vcc=3.0V -22.3
輸入回波損耗 |S11| 高增益模式 Vcc=2.7V -7.7 分貝
Vc=c3.0V -7.7
低增益模式 Vcc=2.7V -10.9
Vcc=3.0V -11.0
輸出回波損耗 |S22| 高增益模式 Vcc=2.7V -12.6 分貝
Vcc=3.0V -12.5
低增益模式 Vcc=2.7V -8.1
Vcc=3.0V -8.2
頻率 高增益 低增益
Vcc=2.7V Vcc=3.0V Vcc=2.7V Vcc=3.0V
增益(分貝) 凈值 (分貝) 增益(分貝) 凈值 (分貝) 增益(分貝) 凈值 (分貝) 增益(分貝) 凈值 (分貝)
15.4 1400 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

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圖3.MAX2653 GPS性能,輸入回波損耗(S11)用于高增益(有源走線)和低增益(存儲器走線)。

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圖4.MAX2653 GPS性能,前向增益(S21)用于高增益(有源走線)和低增益(存儲器走線)。

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圖5.MAX2653 GPS性能,反向隔離(S12)用于高增益(有源走線)和低增益(存儲器走線)。

poYBAGPjGrOASKm3AAB-Bdv1PSk879.gif?imgver=1

圖6.MAX2653 GPS性能、輸出回波損耗(S22)用于高增益(有源走線)和低增益(存儲器走線)。

審核編輯:郭婷

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