關(guān)于寬帶上變頻混頻器出色線性度和隔離性，你知道多少

　　引言

　　凌力爾特公司 3GHz 至 8GHz 寬帶混頻器是為上變頻應(yīng)用而優(yōu)化。LTC5576包含一個(gè)有源雙平衡混頻內(nèi)核，用先進(jìn)的 SiGe BiCMOS 工藝制造。該器件的優(yōu)勢(shì)包括在 8GHz 時(shí)僅為 2dB 非常低的變頻損耗、出色的端口至端口 RF 隔離、以及 +25dBm 的卓越輸出 3 階截取 (OIP3) 性能。該混頻器有一個(gè)集成的 LO (本機(jī)振蕩器) 緩沖器，因此無(wú)需外部 LO 放大器電路，該器件還有一個(gè)內(nèi)置寬帶 RF 輸出變壓器，因此允許該混頻器在 3GHz 至 8GHz 的非常寬頻率范圍內(nèi)工作。此外，該器件 的噪聲層為 -154dBm/Hz，從而實(shí)現(xiàn)了卓越的動(dòng)態(tài)范圍性能。

　　提高微波混頻器的性能

　　與傳統(tǒng)微波混頻器相比，上述器件 在幾方面有顯著改進(jìn)。大多數(shù)無(wú)源微波混頻器采用 GaAs 微波 FET 或二極管橋式拓?fù)?，一般?7dB 至 9dB 的變頻損耗。因此，通常需要一個(gè)外部高線性度微波放大器，以針對(duì)發(fā)送器應(yīng)用將信號(hào)電平提高到合適的輸出電平，這需要額外的電路系統(tǒng)。

　　該器件在這一性能上有所改進(jìn)，在 8GHz 時(shí)變頻損耗僅為 2dB。在 5.8GHz 或更低頻率時(shí)，性能甚至更好，變頻損耗僅為 0.6dB。因此，這款最新混頻器本身就能產(chǎn)生更強(qiáng)大的輸出信號(hào)，減少了對(duì)額外放大的需求。該器件需要較少的外部放大器電路，同時(shí)改善了總體發(fā)送器噪聲，在混頻器級(jí)之后需要的增益較小。

　　該器件另一方面的改進(jìn)是 LO 輸入。無(wú)源混頻器一般需要相對(duì)較高的驅(qū)動(dòng)電平，范圍為 +10dBm 直至高達(dá) +17dBm。因此，如果這樣的混頻器由功率相對(duì)不太大的 PLL/合成器器件驅(qū)動(dòng)，就需要大功率放大器級(jí)來(lái)提高驅(qū)動(dòng)電平，以提供合適的驅(qū)動(dòng)。采用大功率 RF 和微波放大器進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須格外謹(jǐn)慎，因?yàn)闈撛诘姆聪蚋綦x問(wèn)題可能引起 LO 功率過(guò)度泄漏回 VCO 電路，這有可能導(dǎo)致 VCO 頻率顯著拉高。為了防止這個(gè)問(wèn)題，常常需要兩級(jí) LO 緩沖器，以確保充分的反向隔離。器件在其集成緩沖器上的 0dBm LO 驅(qū)動(dòng)隔離了反向泄漏，該器件還抑制了至 RF 輸出的正向泄漏，因此降低了輸出 RF 濾波需求，這樣就可滿足帶外輻射要求。

　　此外，該器件的 LO 驅(qū)動(dòng)功率不需要嚴(yán)格的容限。與無(wú)源混頻器相比，該器件的容錯(cuò)性高得多，從而在很寬的 LO 功率變化范圍內(nèi)確保了良好的 IP3。

　　控制 LO 泄漏可能很有挑戰(zhàn)性

　　PC 板上的大功率 LO 信號(hào)有可能成為不想要的輻射源，或者有可能耦合到系統(tǒng)中的其他敏感器件中。為了控制輻射，可能需要廣泛的 RF 屏蔽，以密封大功率電路。因此，較小的 LO 功率是有好處的，可以減少或完全消除外部 RF 屏蔽需求。這樣一來(lái)，就可以節(jié)省成本。

　　寬帶運(yùn)行

　　大多數(shù)無(wú)源混頻器的工作頻率范圍都有限，一般支持 2GHz 至 3GHz。在指定基帶平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的情況下 (如圖 1 所示)，本器件的輸入在 30MHz 至 3GHz 范圍內(nèi)是連續(xù) 50Ω匹配的。使用 6GHz 平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器時(shí)，器件能夠以更高和高達(dá) 6GHz 的頻率工作。在該器件的 RF 輸出端口，有一個(gè)內(nèi)置平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器以提供一個(gè)單端接口。在阻抗恰當(dāng)匹配時(shí)，RF 輸出可以在 3GHz 至 8GHz 范圍內(nèi)運(yùn)行。在圖 1 所示電路中，輸出在 4.5GHz 至 8GHz 范圍內(nèi)是 50Ω 匹配的。LO 輸入端口在 100MHz 至 8GHz 范圍內(nèi)也是單端和 50Ω 匹配的。

　　總之，LTC5576 兼有低混頻損耗、寬頻率范圍、高 OIP3 和低 LO 泄漏，可在多種微波無(wú)線電、無(wú)線通信、雷達(dá)和航空電子系統(tǒng)、以及測(cè)試儀器應(yīng)用中，提供卓越的發(fā)送器性能。其獨(dú)特的拓?fù)渥畲笙薅葴p小了外部電路系統(tǒng)。該器件采用 4mm x 4mm QFN 塑料封裝，可實(shí)現(xiàn)緊湊的解決方案。該混頻器可用單一 3.3V 或 5V 電源供電，電源電流為 99mA。LTC5576 規(guī)定在 -40℃ 至 105℃的外殼溫度范圍內(nèi)工作。

　　寬帶上變頻混頻器實(shí)現(xiàn)方案