MAX275x系列單片集成2.4 GHz壓控振蕩器
MAX2750/MAX275I/MAX2752是獨立工作于2.4 GHz頻率的壓控振蕩器(VCO),將元器件集成在一個芯片上,使外圍器件縮減為幾個旁路電容。該器件隨輸入控制電壓的變化而提供相應的壓控緩沖輸出。輸入控制電壓為O.4 V~2.4 V,振蕩器的頻率變化范圍對應于出廠設置的限制標準。輸出信號通過一個放大級(必須做到50 Ω匹配)可以實現(xiàn)較大功率輸出并保持元件適應環(huán)境變化的獨立性。
MAX275x工作于2.7 V~5.5 V的電壓。振蕩器的內部供電使得壓控振蕩器無需外部LDO調節(jié)器。同時該系列器件也設有數控關閉模式,當電源系列電流不足l μA時,進入高級電源管理模式,器件自動關閉。
MAX275x系列的頻率輸出范圍如下:
MAX2750:2400 MHz~2500 MHz(0中頻);
MAX2751:2120 MHz~2260 MHz(240 MHz~280MHz中頻);
MAX2752:2025 MHz~2165 MHz(335 MHz~375MHz中頻)。
2 封裝及引腳功能
MAX275x采用微型8引腳μMAX封裝,引腳排列如圖l所示,引腳功能如表l所列。
3 內部結構和工作原理
MAX2750/MAX2751/MAX2752 VCO采用LC晶振拓撲。這種高集成度單片電路使得VCO極易使用,相當于VCO模塊。頻率由TUNE引腳上的電壓控制。VCO核心通過使用不同的拓撲,提供與電源電壓對應的恒定頻率,增強了負載變化時的抗擾性。另外,振蕩器核心緊跟著緩沖放大器,可以減小對環(huán)境的依賴性并提高輸出電壓。
來自內核的晶體振蕩器信號驅動緩沖放大器。放大器在內部已實現(xiàn)50 Ω匹配,已加隔直電容,外部不需要隔直電容,減小了對外部元件的需求。緩沖放大器有獨立的電源和地,減小了負載對其影響。放大器增強了振蕩器的信號,適用于更多的射頻混頻器。
控制電壓輸入口前級接的是低通濾波器-環(huán)路濾波器,使得電源充分獨立。通過外加RC濾波器可以減少高頻噪聲與偽信號。所有控制電壓輸入的附加噪聲都直接調制成FM噪聲,會減弱振蕩器的相位-噪聲性能。
4 應用電路實現(xiàn)
4.1 設計原理
MAX2750/MAX275l/MAX2752的典型應用電路如圖2所示。
TUNE引腳輸入電壓來控制OUT輸出頻率。
供電電源接入設計:電源經過220 μF的濾波電容行濾波,避免紋波干擾。
控制電源設計:滿足要求的變壓范圍0.4V~2.4 V,使用一個1.5 kΩ的電位器。經過計算可知需要上下分別串聯(lián)一個400 Ω(理想360 Ω)電阻與一個2 kΩ(理想1.95 kΩ)電阻,此時電位器的輸出電壓變化范圍滿足了要求。接下來需要對電壓進行濾波,電路并聯(lián)了一個0.1μF電容和一個10μF電解電容,串聯(lián)一個1.8 nm電感可以保證電源性能良好。
4.2 實際測試結果
按圖2電路進行PCB設計,制成VCO并測試其工作屬性,如表2所列。
此時頻譜分析儀上出現(xiàn)較為純的頻譜。
根據表2中的數據可以發(fā)現(xiàn):控制電壓越大,振蕩器的頻率譜越窄,這是一般壓控振蕩器的特性。將電位器換為運算放大器可以起隔離作用,增加了控制電壓的穩(wěn)定性。如圖3所示。
集成運算放大電路實質上是具有最高放大倍數的多級直接耦合放大電路。它具有極大的輸入阻抗,可以用來設計調壓部分電路,這樣前后級不易相互影響。
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