調(diào)諧MAX2640低噪聲放大器用于470MHz至770MHz ISDB-T設(shè)計
概述
MAX2640是一款低成本、低噪聲放大器(LNA),專為400MHz至2500MHz頻率范圍的應(yīng)用設(shè)計。該器件工作在+2.7至+5.5V寬電壓范圍,典型情況下僅消耗3.3mA電流,同時具有低噪聲系數(shù)、高增益以及高輸入IP3。綜合業(yè)務(wù)數(shù)字廣播(ISDB)是日本針對數(shù)字廣播多媒體業(yè)務(wù)提出的數(shù)字電視和廣播規(guī)范,ISDB-T是地面和移動多媒體應(yīng)用的核心標(biāo)準(zhǔn)。在470MHz至770MHz頻段,ISDB-T將6MHz帶寬分成13個相等的分段。通道分段后,可以采用不同組合的分段發(fā)送具有不同帶寬要求的節(jié)目(例如,HDTV、SDTV、數(shù)字廣播等),從而提高了節(jié)目播放的靈活性,移動設(shè)備僅占用13個分段中的一個。
Maxim針對ISDB-T應(yīng)用推出了MAX2160、MAX2161/MAX2162完整的集成調(diào)諧器。MAX2640 LNA通過適當(dāng)調(diào)諧,可以加入ISDB-T調(diào)諧器的前端,改善系統(tǒng)的噪聲系數(shù)并提高增益。本應(yīng)用筆記提供了相應(yīng)的匹配電路,針對ISDB-T應(yīng)用優(yōu)化MAX2640設(shè)計。
優(yōu)化LNA指標(biāo)
針對特定頻率范圍采用適當(dāng)?shù)钠ヅ湓?,可以改善RF放大器的性能。放大器的輸入、輸出應(yīng)該接適當(dāng)?shù)男盘栐春拓?fù)載阻抗,確保系統(tǒng)模塊之間提供有效的信號傳輸,并將放大器對信號引入的噪聲降至最小。通常,最佳噪聲系數(shù)對信號源和負(fù)載阻抗的要求不同于最大增益對信號源和負(fù)載阻抗的要求。為了優(yōu)化低噪聲放大器的性能,應(yīng)該對輸入、輸出匹配電路進(jìn)行調(diào)整,綜合考慮噪聲系數(shù)、回波損耗和增益指標(biāo)。MAX2640評估板有助于快速評估MAX2640,本應(yīng)用筆記采用MAX2640EVKIT對輸入和輸出匹配電路進(jìn)行優(yōu)化。
首先,確定MAX2640的固有增益和穩(wěn)定性,MAX2640的VCC引腳允許靈活放置VCC的旁路電容,從而調(diào)整VCC引腳的串聯(lián)電感。VCC引腳的串聯(lián)電感對放大器有較明顯的影響,引入一個改善性能的附加參數(shù)。從以往對于MAX2640性能分析的數(shù)據(jù)表明,在距離VCC引腳大約4mm至5mm的位置放置VCC旁路電容,可在固有增益和穩(wěn)定性之間取得較好的折中(請參考應(yīng)用筆記3571:MAX2640低噪聲放大器(LNA)的S參數(shù)測量和穩(wěn)定性分析)。
對于隔離度較差的運算放大器,輸出匹配的調(diào)諧不可避免地影響到輸入匹配電路。但由于MAX2640的輸出與輸入之間具有較高的隔離度,可以單獨調(diào)諧輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)。本應(yīng)用筆記中,首先調(diào)諧輸出匹配以優(yōu)化增益和輸出回波損耗。
其次,應(yīng)對輸入匹配電路進(jìn)行優(yōu)化。本應(yīng)用筆記所要求的電路工作帶寬增加了輸入調(diào)諧的復(fù)雜度。為保證整個頻率范圍內(nèi)具有理想的平坦增益和噪聲系數(shù),應(yīng)該進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋?quán)衡。本應(yīng)用筆記中,力圖在整個頻帶范圍內(nèi)保持恒定增益,并將噪聲系數(shù)降至最低。為了達(dá)到這一目標(biāo),不得不犧牲輸入回波損耗的性能。LNA輸入采用T型匹配網(wǎng)絡(luò),以提供寬帶匹配;同時在LNA輸入需要一個隔直流電容。
圖1所示為最終電路,表1給出了元件列表。
圖1. MAX2640針對470MHz至770MHz ISDB-T應(yīng)用的調(diào)諧電路
表1. MAX2640針對470MHz至770MHz ISDB-T應(yīng)用的評估元件列表
DESIGNATOR | DESCRIPTION |
C1 | 470pF ceramic cap (0603), Murata GRM1885C1H471JA01B |
C2 | 15pF ceramic cap (0603), Murata GRM1885C1H150JA01B |
C3 | 10µF ceramic cap (1206), AVX TAJA106D010R |
C4 | 470pF ceramic cap (0805), Murata GRM40COG471J50V |
C5 | 3.9pF ceramic cap (0603), Murata GRM1885C1H3R3CZ01B |
L1 | 10nH wire-wound inductor (0603), Coilcraft 0603CS-10NXJBC |
L2 | 22nH wire-wound inductor (0603), Coilcraft 0603CS-22NXJBC |
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