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適合多種應用的低功率、高性能有源混頻器具有低功耗和4GHz的工作頻率，使WiMAX系統可以在3.3～3.8GHz的頻率范圍內進行頻率轉換LT5560是一種雙平衡有源混頻器，是采用第二代高頻雙極型工藝制造的，因此具有大帶寬和非常低的功耗。所有信號端口都可以在從幾乎是DC直到4GHz的頻率范圍內工作，為上變頻和下變頻應用提供了方便。在恰當匹配的情況下，可以低成本、低功耗和高性能地實現2.5～2.7GHz頻帶的上變頻轉換以及到3.3～3.8GHz WiMAX工作頻率的上變頻轉換。與轉換損耗為幾個dB且需要高LO驅動電平的大多數無源混頻器不同，這種新型有源混頻器不僅提供轉換增益，同時只需要-2dBm的LO信號功率。該混頻器的內核可用單電源工作，適合從2.7～5.3V的不同電壓。使能電路提供快速和簡單的接通與斷開操作，以滿足大多數TDD的要求。LT5560的典型停機電流低于1μA，采用3mm×3mm的8引線DFN封裝以及底面接地。 IN、OUT和LO端口都是差分端口，以實現最優性能。IN和OUT端口必須以差分方式使用，但是LO端口可以用單端信號驅動，未用的LO引腳通過一個電容器連接到地。 LT5560可適用于上變頻和下變頻轉換，圖1所示電路是一個實用的上變頻轉換應用。該電路已經為450MHz IF輸入頻率和3.3～3.8GHz的RF輸出頻率進行了微調。LO端口為2.85～3.35GHz的頻率進行了微調。 在450MHz頻率上，輸入端口(IN+、IN-)的差分阻抗大約為28.6+j4.9Ω。由電路板布局和T1引起的寄生電抗將這個阻抗變換為大約50Ω+j60Ω。電容器C11提供DC隔離，并通過消除阻抗的虛部改善了阻抗匹配。變壓器T1具有1:1的阻抗比，為輸入信號提供單端到差分的轉換。 該混頻器的信號輸入引腳需要一個到地的直流通路，這由電阻R1提供。在本應用中，0Ω電阻用來讓LT5560以最大的電源電流工作，以提供最高增益和最佳OIP3性能。增加R1的電阻值可以降低電源電流，但是這樣做的代價是降低了線性度和轉換增益。 在RF輸出端口，電感器L6用來消除LT5560的內部電容。多層芯片平衡轉換器T2為RF輸出信號提供差分至單端的轉換。T2還進行一個2:1阻抗變換。 為方便起見，LT5560的LO輸入端口可以用單端信號驅動。就上變頻應用而言，推薦將信號加到LO-輸入端(如圖1所示)，以最大限度地減小泄漏到輸出中的LO信號。 圖1 3.3～3.8GHz上變頻混頻器應用原理圖 LO引腳由內部基準偏置，而且必須是交流藕合的。電容器C3為LO-提供所需的直流隔離，而C7用來改善阻抗匹配。電容器C5在LO+引腳上提供直流隔離，并通過諧振消除封裝的寄生電感，以建立良好的高頻地。該電容器應該放置在靠近LT5560封裝的地方，以獲得最佳性能。 就本應用而言，所測試端口的回損如圖2所示。IF端口的回損表明，在375～550MHz范圍內阻抗匹配良好。RF輸出端口在3.25～4GHz多的范圍內匹配良好，而LO端口的回損在2.7～3.4GHz范圍內優于10dB。 圖2 IF、RF和LO端口回損 測試電路由3V電源供電，測得的直流電流為13.6mA。該電路的輸入信號電平為每頻率-20dBm，應用的LO功率為 -2dBm。轉換增益、OIP3和SSB噪聲指數與LO輸入功率的變化如圖3所示。 圖3 轉換增益、OIP3和SSB噪聲指數與LO輸入功率的變化 在圖3中，轉換增益、OIP3和SSB噪聲指數是RF輸出頻率的函數。在這個頻帶內，轉換增益在大約0.2～0.6dB的范圍內變化，而SSB噪聲指數的變化范圍為11.5～12.1dB。OIP3從3.3GHz上的12.6dBm逐步降低到3.8GHz上的11.3dBm。 圖4 轉換增益、OIP3和SSB噪聲指數與LO輸入功率的變化 在圖4中，3.6GHz頻率上的轉換增益、OIP3和SSB噪聲指數是LO輸入功率的函數。LO輸入功率的理想范圍為 -4～+1dBm，不過噪聲指數在這個范圍的較高端比較好。增益(TA=25℃時)是正的，并在LO功率超過-4dBm時，隨著LO功率的提高而逐步提高。這個理想工作范圍較高端的性能由OIP3決定，OIP3在超過+1dBm后開始下降。 所測得的結果顯示，在3.3～3.8GHz頻率范圍內，LT5560可組成性能優異的上變頻混頻器。 |
