本篇應(yīng)用筆記描述了如何調(diào)諧MAX2530 LNA使其工作在450MHz CDMA的應(yīng)用中。文中給出了它在450MHz的性能和特性，還提供了實(shí)際電路和測試數(shù)據(jù)。

概述

生產(chǎn)蜂窩電話的公司現(xiàn)在正在為歐洲市場設(shè)計(jì)450MHz的CDMA手機(jī)，這一頻段在歐洲從前是用于模擬通信的。開發(fā)450MHz CDMA蜂窩電話或無線調(diào)制解調(diào)器的RF設(shè)計(jì)者們面臨著挑戰(zhàn)，他們要選擇具有最佳性能的前端芯片組來滿足系統(tǒng)規(guī)范。

MAX2530接收機(jī)RF前端IC，使用Maxim先進(jìn)的SiGe工藝，最初是為蜂窩頻段和PCS頻段的應(yīng)用設(shè)計(jì)的。在450MHz CDMA中，低噪聲放大器(LNA)的NF (噪聲系數(shù))和IIP3 (三階輸入截取點(diǎn))對于靈敏度和單音干擾效應(yīng)是十分關(guān)鍵的。本文給出了在450MHz cdma2000?中使用MAX2530的調(diào)諧方法和測試數(shù)據(jù)。

設(shè)計(jì)條件

使用外部匹配元件，按照下面的條件重新調(diào)諧MAX2530的蜂窩LNA：

工作頻率 = 463MHz至467.5MHz

增益 = 13.8dB至14.5dB

NF = 1.8dB至2.2dB

IIP3 = 4.0dBm至5.0dBm

|S11| = < -10dB

|S22| = < -10dB

調(diào)諧方法

LNA的IIP3和NF受到輸入輸出匹配電路和靜態(tài)偏置電流的影響。對LNA進(jìn)行調(diào)諧的時(shí)候，將一個(gè)微波調(diào)諧器放在LNA的輸入或輸出上，對其進(jìn)行調(diào)節(jié)得到最佳的性能。然后拿走調(diào)諧器，按照有調(diào)諧器時(shí)得到的輸入輸出回波損耗和阻抗調(diào)整相關(guān)的匹配元件。這個(gè)過程在每個(gè)端口進(jìn)行一次(也就是說，最佳輸入匹配被確定和固定下來后再轉(zhuǎn)移到輸出端口進(jìn)行調(diào)諧)。作為附加的可變量，用一個(gè)20kΩ的電位計(jì)取代RBIAS，這樣就能在任何給定的匹配下很快確定最佳偏置。

結(jié)果

對許多種匹配元件和偏置設(shè)置的組合情況(大約40種不同的組合)進(jìn)行測試后得到幾種可能的方案。其中一種組合方案的測試結(jié)果如下面所示：

方案A

VCC = 3.0VDC

ICC = 42.2mA

增益 = 14.0dB

NF = 2.3dB

IIP3 = 5.6dBm

S11 = -12.5dB

S22 = -8.1dB

圖1.

得到的噪聲系數(shù)超過了目標(biāo)要求0.1dB，而PCB的SMA連接器到DC阻塞電容之間在465MHz具有大約0.06dB的插入損耗，這一損耗并沒有在測量當(dāng)中去除，所以真正的NF大約為2.24dB.

另一種與上述方案稍微不同的輸入匹配和偏置設(shè)置可以小幅度地改善NF但是惡化了IIP3。

方案B

VCC = 3.0VDC

ICC = 40.5mA

增益 = 14.0dB

NF = 2.23dB

IIP3 = 5.0dBm

S11 = -13.8dB

S22 = -8.0dB

圖2.

從噪聲系數(shù)中減去插入損耗得到大約2.17dB

對于上面的兩種匹配來說，偏置設(shè)置確實(shí)影響了NF和IIP3。提高偏置電阻值能夠減小偏置電流并改善NF (低至1.8dB)但是會惡化線性度。可以用這種方法在兩個(gè)參數(shù)之間作出平衡的選擇以滿足系統(tǒng)要求。如果需要更多的線性度而可以忍耐較高的噪聲系數(shù)，就使用較小的偏置電阻。不幸的是，線性度對于偏置的變化比NF敏感的多，所以調(diào)節(jié)的范圍和效果受到了限制。

下面的表格顯示了上述兩種方案的一些情況

接收機(jī)系統(tǒng)的級聯(lián)分析

基于上述MAX2530 LNA和混頻器的最佳測試結(jié)果，用電子表格文件完成接收機(jī)系統(tǒng)的級聯(lián)分析，結(jié)果表明Eb/Nt = 5.0dB，這滿足了系統(tǒng)規(guī)范Eb/Nt = 4.3dB的要求而且還有0.7dB的余量。

審核編輯：郭婷