LT5525高线性度、低功率下变频混频器技术手册

概述
LT 5525 是一款专为诸如点对点数据传输、高性能无线电和无线基础设施系统等高线性度应用而优化的低功率宽带混频器。该器件包括一个用于驱动双平衡有源混频器内核的内部 50Ω 匹配高速 LO 放大器。一个集成化 RF 缓冲器放大器可提供卓越的 LO-RF 隔离度。LT5525 集成了 RF 输入平衡-不平衡变压器和所有相关联的 50Ω 匹配组件。IF 端口能够容易地在宽广的频率范围内实现匹配，以在各种应用中使用。
数据表：*附件：LT5525高线性度、低功率下变频混频器技术手册.pdf

LT5525 为无源混频器提供了一种高性能的替代方案。与要求高 LO 驱动电平的无源混频器不同，LT5525 可在低得多的 LO 输入电平条件下运行，而且对 LO 功率电平变化的敏感度低得多。

• 可实现在更宽频率范围内的运行，而性能有所下降。更多信息请咨询凌力尔特 (现隶属 ADI)。

特性

• 宽输入频率范围：0.8GHz 至 2.5GHz*
• 宽带 LO 和 IF 操作
• 高输入 IP3：在 1900MHz 时为 +17.6dBm
• 典型转换增益：在 1900MHz 时为 –1.9dB
• 高 LO-RF 和 LO-IF 隔离
• SSB 噪声指数：在 1900MHz 时为 15.1dB
• 单端 50Ω RF 和 LO 接口
• 集成的 LO 缓冲器：–5dBm 驱动电平
• 低电源电流：28mA (典型值)
• 使能功能
• 单 5V 电源
• 16 引脚 QFN (4mm x 4mm) 封装

应用

• 点对点数据通信系统
• 无线基础设施
• 高性能无线电
• 高线性度接收机应用

典型应用

框图

引脚功能

• NC（引脚1、4、8、13、16） ：内部未连接。为改善本振到射频以及本振到中频的隔离效果，这些引脚应在电路板上接地。
• RF + 、RF -（引脚2、3） ：射频信号差分输入引脚。其中一个射频输入应连接到低阻抗地，以在另一个射频引脚上实现50Ω单端输入。无需外部匹配元件。不应在这些引脚上施加直流电压，因为它们内部连接到变压器绕组。
• EN（引脚5） ：使能引脚。当输入电压高于3V时，通过引脚6、7、10和11供电的混频器电路被使能。当输入电压低于0.3V时，所有电路均被禁用。使能引脚典型输入电流在EN = 5V时为55μA，EN = 0V时为0.1μA。
• VCC1（引脚6） ：本振缓冲器电路电源引脚。典型电流消耗为11mA。该引脚应外部连接到其他VCC引脚，并使用1μF和0.01μF电容去耦。
• VCC2（引脚7） ：偏置电路电源引脚。典型电流消耗为2.5mA。该引脚应外部连接到其他VCC引脚，并使用1μF和0.01μF电容去耦。
• GND（引脚9、12） ：接地引脚。这些引脚内部连接到裸露焊盘，以实现更好的隔离效果。它们应连接到电路板上的地，尽管并非旨在替代通过封装背面触点进行的主接地连接。
• IF - 、IF +（引脚10、11） ：中频信号差分输出引脚。可能需要进行阻抗变换以匹配输出。这些引脚必须通过阻抗匹配电感、射频扼流圈或变压器中心抽头连接到VCC。
• LO - 、LO +（引脚14、15） ：本地振荡器信号差分输入引脚。本振输入在内部匹配至50Ω。本振可由单端信号源通过任一引脚驱动，另一个本振输入引脚连接到地。这些引脚之间存在约480Ω的内部直流电阻。因此，如果信号源存在直流电压，应使用隔直电容。
• 裸露焊盘（引脚17） ：整个芯片的电路接地返回端。必须焊接到印刷电路板接地层。

应用信息

LT5525 由一个双平衡混频器、射频巴伦、射频缓冲放大器、高速限幅本振缓冲放大器以及偏置/使能电路组成。这款芯片针对射频输入信号范围为 0.8GHz 至 2.5GHz 且本振信号范围为 500MHz 至 3GHz 的下变频应用进行了优化。通过适当匹配，中频输出可在 0.1MHz 至 1GHz 的频率范围内工作。在更宽的频率范围内也可运行，不过性能会有所下降。

射频、本振和中频端口均为差分端口，尽管射频和本振端口在内部已匹配至 50Ω，可进行单端驱动。LT5525 已针对使用单端射频和本振输入的情况进行了特性表征和生产测试。既可以使用低边本振注入，也可以使用高边本振注入。
射频输入端口

如图 2 所示，混频器的射频输入由一个集成巴伦和一个高线性度差分放大器组成。巴伦的初级端分别连接到 RF + 和 RF - 引脚（引脚 2 和 3）。巴伦的次级端在内部连接到放大器的差分输入端。

对于单端工作模式，将 RF + 引脚接地，RF - 引脚作为射频输入。也可以选择将 RF - 引脚接地并驱动 RF + 引脚。如果射频源存在直流电压，则必须在射频输入引脚处串联一个隔直电容。否则，过大的直流电流可能会损坏巴伦的初级绕组。

如图 3 所示，无外部匹配时，射频输入回波损耗在 1.3GHz 至 2.3GHz 频段大于 12dB。通过在射频输入引脚处添加一个 3.9pF 串联电容，可将匹配下移至 800MHz；添加一个 1.2nH 电感可将匹配上移至 2.5GHz。图 3 中也展示了使用这些外部元件测量得到的回波损耗。

图 4 展示了在射频输入引脚处使用外部 3.9pF 串联电容降低匹配频率时，LT5525 的典型增益、三阶交调截点（IIP3）和噪声系数（NF）性能。

射频输入阻抗和反射系数（S11）与频率的关系列于表 1。所列数据以接地的 RF - 引脚为参考（无外部匹配）。这些信息可用于滤波器或模拟器中，以模拟板级对输入匹配的影响，或设计宽带射频输入匹配。

通过同时使用图 5 所示的串联电容和串联电感，可轻松实现宽带射频输入匹配。该网络可同时提供良好的回波损耗和较高的中频增益，同时保持良好的中频段回波损耗。使用图 5 中的元件值，宽带匹配损耗在 700MHz 至 2.6GHz 频段优于 12dB。