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超宽带匹配 2GHz 至 14GHz 微波混频器可解决扎手的规划难题

一款具集成型 LO 缓冲器和倍频器的新型超宽带混频器解决了微波设计师所面临的一些富挑战性问题。

一款具集成型 LO 缓冲器和倍频器的新式超宽带混频器处理了微波规划师所面对的一些富应战性问题。LTC5548 混频器凭仗以下首要特性简化了规划:

· 频率掩盖规模从 DC 延伸至 6GHz 的 IF 端口简化了宽带 IF 采样

· 片内 LO 约束放大器免除了一个外部 LO 缓冲级,然后下降了本钱并最大极限地缩减了整体处理方案尺度 (比较于混合模块处理方案)

· 0dBm LO 驱动可削减总辐射走漏,然后下降了外部滤波器和屏蔽要求

· 超宽带 RF (2GHz 至 14GHz) 和 LO (1GHz 至 12GHz) 端口接连地匹配

该器材具有一个作业频率规模从 DC 至 6GHz 的宽带差分 IF 端口。其低频才能有利于完成愈加灵敏的频率处理。LTC5548 十分合适接纳宽带信号,特别是那些带宽为 500MHz 至 1GHz 乃至更高的信号。

与一般需求巨大的 +13dBm (或更高) LO 驱动功率的大多数微波混频器不同,LTC5548 具有一个集成型 LO 缓冲器,因此所需的是一个运用起来简单得多的 0dBm 驱动电平。由于该器材以一个 0dBm 信号为开端,而不是其他代替器材常见的 +13dBm 或更高功率的信号,因此在其他端口上存在的实践 LO 走漏下降 13dB。这导致滤波要求大幅度简化,关于 LTC5548 可以支撑的低 IF 频率特别如此。而且,片内 LO 缓冲器还显著地改进了 RF-LO 端口阻隔。这有助于削减与合成器信号源的频率牵引 (由于 LO 输入端上的寄生 RF 信号所造成的) 有关的任何问题。

LTC5548 专为宽带操作而规划,而且可以双向运用 (用作一个上变频混频器或下变频混频器)。就是说,其 RF 端口可以是一个输入 (如在下变频接纳器中那样),或一个输出 (如在上变频发送器中那样)。它的 RF 端口具有一个片内平衡-不平衡变压器,因此使其可以方便地履行单端操作。该平衡-不平衡变压器在 2GHz 至 13.6GHz 的频率规模内接连地匹配至 50Ω,并具有优于 10dB 的回程损耗。

为使该器材真实地适用于宽带运用,其 LO 端口也是单端的,并在 1GHz 至 12GHz 的频率规模内接连地匹配至 50Ω。此外,50Ω 阻抗终端是稳定的,这与 LTC5548 是使能仍是停用无关。所以,接通和关断混频器不会发生任何扰动,这可把 LO 信号源中的锁相环解锁。50Ω 匹配端口极大地简化了微波体系规划师的规划使命。首要,这有利于简化滤波以及至一个 50Ω 体系其他部分的衔接。其次,关于某个电路对外部匹配组件值改变的敏感度,极宽带匹配的宽容度要大得多,因此在整个体系出产改变的规模内供给了十分共同的功能。

LTC5548 的 LO 端口可使用一个高达 12GHz 的信号源直接驱动,以完成最佳的噪声指数和杂散功能。或许,也可经过装备使该端口选用内部倍频器,该倍频器在被挑选时 (经过一个数字挑选引脚来完成) 将取一个达 6GHz 的 LO 信号并在内部将之倍频以作业于 12GHz。这选项便于运用一个本钱较低的低频 PLL / 合成器。折衷之处是有稍高的噪声系数和在混频器的输入和输出会添加杂散,由于倍频器不只发生所需的LO频率谐波,也会有半LO输入频率的谐波。结果是造就了极小的处理方案尺度。

图 1 示出了宽带发送器运用的一个实例。该电路选用一个 6.51GHz 至 12.5GHz 扫掠 LO 频率对具有单 IF 输入匹配的 10MHz 至 6GHz 输入信号进行上变频,由此发生一个固定的 6.5GHz RF 输出。为完成此类宽带输入功能,选用一个 Mini-Circuits 类型 TCM1-83X+ 平衡-不平衡变压器以把单端输入转化至混频器的差分 IF 端口。使用高端 LO 按捺,混频器在挨近 DC 至 3GHz 的频率规模内表现出相对平整的转化损耗,如图 2 所示。在低于 5GHz 的任何 1GHz 输入带宽之内,增益平整度优于 1dB。一旦输入被推至高于 5GHz,则转化损耗开端更快地改变。IIP3 在挨近 DC 至 2.5GHz 的频率规模内保持在 23dBm 以上,一起仍然在高达 6GHz 的频率条件下显示出优于 19dBm。这示例展现了一款外部组件数量十分少的极紧凑型处理方案,只需 0dBm 的 LO 驱动。整体处理方案本钱富吸引力,能使选用其他同类器材的杂乱微波电路处理方案大为简化并具有更高的可制作性。

图 1:上变频器的规划,从宽带 10MHz ~ 6GHz IF 转化至固定的 6.5GHz RF 输出

图 2:转化损耗和 IIP3 与输入频率的联系,选用高端 LO 驱动和 LO倍频器关断,TC = 25ºC

LTC5548 混频器内置于一个纤巧型 2mm x 3mm 塑料 QFN 封装中,根据一种先进的 SiGe BiCMOS 工艺而树立并具有十分共同的功能。

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