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关于宽带上变频混频器出色线性度和隔离性你知道多少

发布时间:2020-07-01 01:08:25 阅读: 来源:道钉厂家

引言

本文引用地址:凌力尔特公司 3GHz 至 8GHz 宽带混频器是为上变频应用而优化。LTC5576包含一个有源双平衡混频内核,用先进的 SiGe BiCMOS 工艺制造。该器件的优势包括在 8GHz 时仅为 2dB 非常低的变频损耗、出色的端口至端口 RF 隔离、以及 +25dBm 的卓越输出 3 阶截取 (OIP3) 性能。该混频器有一个集成的 LO (本机振荡器) 缓冲器,因此无需外部 LO 放大器电路,该器件还有一个内置宽带 RF 输出变压器,因此允许该混频器在 3GHz 至 8GHz 的非常宽频率范围内工作。此外,该器件 的噪声层为 -154dBm/Hz,从而实现了卓越的动态范围性能。

提高微波混频器的性能

与传统微波混频器相比,上述器件 在几方面有显著改进。大多数无源微波混频器采用 GaAs 微波 FET 或二极管桥式拓扑,一般有 7dB 至 9dB 的变频损耗。因此,通常需要一个外部高线性度微波放大器,以针对发送器应用将信号电平提高到合适的输出电平,这需要额外的电路系统。

该器件在这一性能上有所改进,在 8GHz 时变频损耗仅为 2dB。在 5.8GHz 或更低频率时,性能甚至更好,变频损耗仅为 0.6dB。因此,这款最新混频器本身就能产生更强大的输出信号,减少了对额外放大的需求。该器件需要较少的外部放大器电路,同时改善了总体发送器噪声,在混频器级之后需要的增益较小。

该器件另一方面的改进是 LO 输入。无源混频器一般需要相对较高的驱动电平,范围为 +10dBm 直至高达 +17dBm。因此,如果这样的混频器由功率相对不太大的 PLL/合成器器件驱动,就需要大功率放大器级来提高驱动电平,以提供合适的驱动。采用大功率 RF 和微波放大器进行设计时,必须格外谨慎,因为潜在的反向隔离问题可能引起 LO 功率过度泄漏回 VCO 电路,这有可能导致 VCO 频率显著拉高。为了防止这个问题,常常需要两级 LO 缓冲器,以确保充分的反向隔离。器件在其集成缓冲器上的 0dBm LO 驱动隔离了反向泄漏,该器件还抑制了至 RF 输出的正向泄漏,因此降低了输出 RF 滤波需求,这样就可满足带外辐射要求。

此外,该器件的 LO 驱动功率不需要严格的容限。与无源混频器相比,该器件的容错性高得多,从而在很宽的 LO 功率变化范围内确保了良好的 IP3。

控制 LO 泄漏可能很有挑战性

PC 板上的大功率 LO 信号有可能成为不想要的辐射源,或者有可能耦合到系统中的其他敏感器件中。为了控制辐射,可能需要广泛的 RF 屏蔽,以密封大功率电路。因此,较小的 LO 功率是有好处的,可以减少或完全消除外部 RF 屏蔽需求。这样一来,就可以节省成本。

宽带运行

大多数无源混频器的工作频率范围都有限,一般支持 2GHz 至 3GHz。在指定基带平衡-不平衡转换器的情况下 (如图 1 所示),本器件的输入在 30MHz 至 3GHz 范围内是连续 50Ω匹配的。使用 6GHz 平衡-不平衡转换器时,器件能够以更高和高达 6GHz 的频率工作。在该器件的 RF 输出端口,有一个内置平衡-不平衡转换器以提供一个单端接口。在阻抗恰当匹配时,RF 输出可以在 3GHz 至 8GHz 范围内运行。在图 1 所示电路中,输出在 4.5GHz 至 8GHz 范围内是 50Ω 匹配的。LO 输入端口在 100MHz 至 8GHz 范围内也是单端和 50Ω 匹配的。

总之,LTC5576 兼有低混频损耗、宽频率范围、高 OIP3 和低 LO 泄漏,可在多种微波无线电、无线通信、雷达和航空电子系统、以及测试仪器应用中,提供卓越的发送器性能。其独特的拓扑最大限度减小了外部电路系统。该器件采用 4mm x 4mm QFN 塑料封装,可实现紧凑的解决方案。该混频器可用单一 3.3V 或 5V 电源供电,电源电流为 99mA。LTC5576 规定在 -40℃ 至 105℃的外壳温度范围内工作。

宽带上变频混频器实现方案

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