概述
LTC 5540 隸屬于一個覆蓋 600MHz 至 4GHz 頻率范圍的高動態范圍無源下變頻混頻器系列。LTC5540專為 0.6GHz 至 1.3GHz RF 應用而優化。LO 頻率必須位于 0.7GHz 至 1.2GHz 的范圍之內，以獲得最佳性能。該器件的典型應用是具有一個 700MHz 至 915MHz RF 輸入和高端 LO 的 LTE 或 GSM 接收器。
數據表：*附件：LTC5540 600MHz至1.3GHz、高動態范圍、下變頻混頻器技術手冊.pdf

LTC5540 專為 3.3V 工作電壓而設計，然而，IF 放大器可由 5V 電壓來供電，旨在實現最高的 P1dB。一個執行快速開關操作的集成 SPDT LO 開關可以接受兩個有源 LO 信號，同時提供高隔離度。

LTC5540 的高轉換增益和高動態范圍允許在高選擇性接收機設計中使用規格較寬松的 IF 濾波器，并最大限度地縮減了總體解決方案的成本、板級空間和系統級偏差。
應用

• 無線基礎設施接收機
  (LTE、GSM、CDMA)
• 點對點微波鏈路
• 高動態范圍下變頻混頻器應用

特性

• 轉換增益：7.9dB (在 900MHz)
• IIP3：25.9dBm (在 900MHz)
• 噪聲指數：9.9dB (在 900MHz)
• 16.2dB NF (在 +5dBm 隔離條件下)
• 高輸入 P1dB
• 3.3V 電源，640mW 功耗
• 停機引腳
• 50Ω 單端 RF 和 LO 輸入
• LO 輸入 50Ω 匹配 (停機時)
• 高隔離度 LO 開關
• 0dBm LO 驅動電平
• 高 LO-RF 和 LO-IF 隔離度
• 小的解決方案外形尺寸
• 20 引腳 (5mm x 5mm) QFN 封裝

典型應用

引腳配置描述

引腳功能

• NC（引腳1） ：該引腳內部未連接。可以將其懸空，或者連接到地或Vcc。
• RF（引腳2） ：射頻信號的單端輸入引腳。此引腳內部連接到射頻輸入變壓器的初級側，其初級側對地直流電阻較低。需使用串聯隔直電容，以避免直流電壓損壞集成變壓器。只要所選的本振輸入由0dBm±6dBm、0.7GHz至1.2GHz的信號源驅動，射頻輸入即可實現阻抗匹配。
• CT（引腳3） ：射頻變壓器次級中心抽頭引腳。該引腳可能需要一個旁路電容接地，具體見“應用信息”部分。此引腳內部產生的偏置電壓為1.2V，必須與地和Vcc進行直流隔離。
• GND（引腳4、10、12、13、17，外露焊盤引腳21） ：接地引腳。這些引腳必須焊接到電路板上的射頻接地層。封裝的外露焊盤金屬層可提供與接地層的電氣連接，并且有助于良好的散熱。
• SHDN（引腳5） ：關斷引腳。當輸入電壓小于0.3V時，通過引腳6、8、14、18和19供電的內部電路啟用。當輸入電壓大于3V時，所有電路禁用。典型的輸入電流小于10μA。該引腳不能懸空。
• Vcc2（引腳6）和Vcc1（引腳8） ：本振緩沖器和偏置電路的電源引腳。這兩個引腳在內部相連，必須外部連接到經過穩壓的3.3V電源，并在引腳附近連接旁路電容。典型電流消耗為97mA。
• LOBIAS（引腳7） ：該引腳可用于調整本振緩沖器電流。典型直流電壓為2.2V。
• LOSEL（引腳9） ：LO1/LO2選擇引腳。當輸入電壓小于0.3V時，選擇LO1端口；當輸入電壓大于3V時，選擇LO2端口。對于LOSEL = 3.3V，典型輸入電流大于11μA。該引腳不能懸空。
• LO1（引腳11）和LO2（引腳15） ：本振單端輸入引腳。這些引腳在內部偏置為0V，且需要外部隔直電容。即使芯片禁用（SHDN = 高電平），兩個輸入在內部均匹配到50Ω。
• Vcc3（引腳14） ：本振開關的電源引腳。該引腳必須連接到經過穩壓的3.3V電源，并通過引腳附近的電容接地進行旁路。典型直流電流消耗小于100μA。
• IFGND（引腳16） ：中頻放大器的直流接地返回引腳。該引腳必須連接到地，以構成中頻放大器的直流電流通路。典型直流電流為96mA。
• IF?（引腳18）和IF?（引腳19） ：集電極開路差分中頻輸出引腳。這些引腳必須通過阻抗匹配電感或變壓器中心抽頭連接到直流電源。每個引腳的典型直流電流消耗為48mA。
• IFBIAS（引腳20） ：該引腳可用于調整中頻放大器電流。典型直流電壓為2.1V。

框圖

應用信息

簡介

LTC5540由一個高線性度無源雙平衡混頻器核心、中頻緩沖放大器、高速單刀雙擲（SPDT）本振開關、本振緩沖放大器以及偏置/關斷電路組成。有關每個引腳功能的描述，請參見“引腳功能”部分。射頻（RF）和本振（LO）輸入為單端輸入，中頻輸出為差分輸出。可采用低側或高側本振注入。如圖1所示的評估電路，利用了一個帶通中頻輸出匹配電路和一個中頻變壓器，以實現50Ω單端中頻輸出。評估板布局如圖2所示。

RF輸入

如圖3所示，混頻器的RF輸入連接到集成變壓器的初級繞組。通過連接一個串聯電容C1，可實現50Ω匹配。如果射頻信號源存在直流電壓，也需要C1進行隔直，因為RF變壓器的初級側在內部直流接地，初級側的直流電阻約為5Ω。

RF變壓器的次級繞組內部連接到無源混頻器。變壓器次級繞組的中心抽頭連接到引腳3（CT），用于連接旁路電容C2。C2的值可用于優化所選本振注入的性能。對于高側本振應用（見圖1），通過C1 = 5.6pF實現寬帶輸入匹配。圖4展示了在700MHz、1090MHz和1200MHz本振頻率下測得的輸入回波損耗。如圖4所示，射頻輸入阻抗與本振頻率有關，盡管單個C1值足以覆蓋較寬的射頻范圍。

為了實現RF輸入的正確匹配，必須驅動所選的本振輸入。C1和C2的值可以調整，以優化高側或低側本振的性能。

LO 輸入的標稱電平為 0dBm，不過限幅放大器在約 + 6dBm 的輸入功率范圍內都能提供出色的性能。LO 輸入的 ESR（等效串聯電阻）為 6Ω，可能會導致內部大信號二極管導通。電容 C3 和 C4 可優化輸入匹配并提供直流阻斷功能。

LO1 輸入阻抗和輸入反射系數隨頻率的變化情況如圖所示。由于器件布局和封裝的對稱性，LO2 端口的情況與之相同。

IF 輸出

如圖 7 所示，中頻放大器具有差分集電極開路輸出（IF?和 IF?）、一個直流接地返回引腳（IFGND）以及一個用于修改內部偏置（IFBIAS）的引腳。中頻輸出必須通過匹配電感 L1 和 L2 施加電源電壓（VCC）來進行偏置。或者，也可通過變壓器的中心抽頭對中頻輸出進行偏置。每個輸出引腳可汲取約 48mA 的直流電源電流（總共 96mA）。電阻 R2 用于改善阻抗匹配。

IFGND（引腳 16）必須接地，否則放大器將不汲取直流電流。通過電感 L3 可改善 LO - IF 和 RF - IF 泄漏性能，否則并非必需。L3 中較高的直流電阻會降低中頻放大器的電源電流，從而降低射頻性能。

為實現最佳單端性能，差分輸出必須通過外部中頻變壓器或分立巴倫電路進行合并。評估板（見圖 1 和圖 2）使用 4:1 比例的中頻變壓器進行阻抗變換以及差分信號到單端信號的轉換。也可以省略變壓器，直接驅動差分濾波器或放大器。

在中頻頻率下，IF 輸出阻抗可建模為 320Ω 與 2.3pF 電容并聯。等效小信號模型（包括寄生電感）如圖 8 所示。不同頻率下的中頻輸出阻抗列于表 4 中。此數據以封裝引腳為參考（無外部組件），包含了芯片及封裝寄生效應的影響。