概述
LTC5541 隸屬于一個覆蓋 700MHz 至 4GHz 頻率范圍的高動態(tài)范圍無源下變頻混頻器系列。LTC5541專為 1.3GHz 至 2.3GHz RF 應(yīng)用而優(yōu)化。LO 頻率必須位于 1.4GHz 至 2.0GHz 的范圍之內(nèi)，以獲得較佳性能。該器件的典型應(yīng)用是具有一個 1.7GHz 至 2.2GHz RF 輸入和低端 LO 的 LTE 或 W-CDMA 接收器。

LTC5541 專為 3.3V 工作電壓而設(shè)計，然而；IF 放大器可由 5V 電壓來供電，旨在實現(xiàn)高的 P1dB。一個執(zhí)行快速開關(guān)操作的集成 SPDT LO 開關(guān)可接受兩個有源 LO 信號，同時提供高隔離度。

LTC5541 的高轉(zhuǎn)換增益和高動態(tài)范圍允許在高選擇性接收器設(shè)計中使用規(guī)格較寬松的 IF 濾波器，并較大限度地縮減了總體解決方案成本、板級空間和系統(tǒng)級偏差。
數(shù)據(jù)表：*附件：LTC5541 1.3GHz 至 2.3GHz、高動態(tài)范圍、下變頻混頻器技術(shù)手冊.pdf

特性

• 轉(zhuǎn)換增益：7.8dB (在 1950MHz)
• IIP3：26.4dBm (在 1950MHz)
• 噪聲指數(shù)：9.6dB (在 1950MHz)
• 可針對 13dBm 輸入 P1dB 進(jìn)行配置
• 3.3V 電源，630mW 功耗
• 停機(jī)引腳
• 50Ω 單端 RF 和 LO 輸入
• LO 輸入 50Ω 匹配 (停機(jī)時)
• 高隔離度 LO 開關(guān)
• 0dBm LO 驅(qū)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

應(yīng)用

• 無線基礎(chǔ)設(shè)施接收機(jī) (LTE、W-CDMA、TD-SCDMA、UMTS、GSM1800)
• 高動態(tài)范圍下變頻混頻器應(yīng)用

典型應(yīng)用

引腳配置描述

引腳功能

• NC（引腳1） ：此引腳內(nèi)部未連接。可將其懸空，或連接到地或Vcc 。
• RF（引腳2） ：射頻信號單端輸入引腳。該引腳內(nèi)部連接到射頻輸入變壓器初級側(cè)，其初級側(cè)對地直流電阻低。需使用串聯(lián)隔直電容，避免直流電壓損壞集成變壓器。只要所選本振輸入由1.4GHz至2GHz、0dBm±6dBm信號源驅(qū)動，射頻輸入可實現(xiàn)阻抗匹配。
• CT（引腳3） ：射頻變壓器次級中心抽頭引腳。該引腳可能需接地旁路電容，詳見“應(yīng)用信息”部分。此引腳內(nèi)部產(chǎn)生偏置電壓1.2V ，必須與地和Vcc直流隔離。
• GND（引腳4、10、12、13、17，外露焊盤引腳21） ：接地引腳。這些引腳須焊接到電路板射頻接地層。封裝外露焊盤金屬層可提供接地電氣連接及良好散熱。
• SHDN（引腳5） ：關(guān)斷引腳。當(dāng)輸入電壓小于0.3V時，通過引腳6、8、14、18和19供電的內(nèi)部電路啟用。當(dāng)輸入電壓大于3V時，所有電路禁用。典型輸入電流小于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電源引腳。兩引腳內(nèi)部相連，須外接穩(wěn)壓3.3V電源，并在引腳附近接旁路電容。典型電流消耗92mA。
• LOBIAS（引腳7） ：該引腳可用于調(diào)整本振緩沖器電流。典型直流電壓2.2V。
• LOSEL（引腳9） ：LO1/LO2選擇引腳。輸入電壓小于0.3V時，選擇LO1端口；輸入電壓大于3V時，選擇LO2端口。對于LOSEL = 3.3V ，典型輸入電流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。內(nèi)部偏置為0V，需外接隔直電容。即使芯片禁用（SHDN = 高電平） ，兩輸入內(nèi)部均匹配到50Ω。
• Vcc3（引腳14） ：本振開關(guān)電源引腳。須連接穩(wěn)壓3.3V電源，并通過引腳附近電容接地旁路。典型直流電流消耗小于100μA。
• IFGND（引腳16） ：中頻放大器直流接地返回引腳。須接地以構(gòu)成中頻放大器直流電流通路。典型直流電流100mA。
• IF?（引腳18）和IF?（引腳19） ：集電極開路差分中頻輸出引腳。須通過阻抗匹配電感或變壓器中心抽頭連接到直流電源。每個引腳典型直流電流消耗50mA。
• IFBIAS（引腳20） ：該引腳可用于調(diào)整中頻放大器電流。典型直流電壓2.1V。

框圖

應(yīng)用信息

簡介

LTC5541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(guān)、本振緩沖放大器以及偏置/關(guān)斷電路組成。有關(guān)每個引腳功能的描述，請參見“框圖”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(cè)或高側(cè)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(xiàn)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(lián)電容C1，可實現(xiàn)50Ω匹配。如果射頻信號源存在直流電壓，也需要C1進(jìn)行隔直，因為RF變壓器的初級側(cè)在內(nèi)部直流接地，初級側(cè)的直流電阻約為3.6Ω。

RF變壓器的次級繞組內(nèi)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(yōu)化所選本振注入的性能。使用時，C2應(yīng)放置在距離引腳3 2mm范圍內(nèi)，以實現(xiàn)正確的高頻去耦。CT引腳上的標(biāo)稱直流電壓為1.2V。

為了實現(xiàn)RF輸入的匹配，必須驅(qū)動所選的LO輸入。通過C1 = 2.2pF實現(xiàn)寬帶輸入匹配。圖4展示了在LO頻率為1.4GHz、1.75GHz和2GHz時測得的輸入回波損耗，這些LO頻率分別對應(yīng)LO范圍的低頻段、中頻段和高頻段。如圖4所示，RF輸入阻抗在一定程度上與LO頻率相關(guān)，盡管單個C1值足以覆蓋1.3GHz至2.3GHz的射頻頻段。

RF輸入阻抗和輸入反射系數(shù)隨RF頻率的變化情況列于表1中。此數(shù)據(jù)的參考平面為IC的引腳2，無外部匹配，且LO驅(qū)動頻率為1.75GHz。
動頻率為1.75GHz），包含頻率（GHz）、輸入阻抗、S11幅度、S11相位)

LO輸入

如圖5所示，混頻器的LO輸入電路由一個集成SPDT開關(guān)、一個巴倫變壓器和一個兩級高速限幅差分放大器組成，用于驅(qū)動混頻器核心。LTC5541的LO放大器針對1.4GHz至2.0GHz的LO頻率范圍進(jìn)行了優(yōu)化。使用該頻率范圍之外的LO頻率可能會導(dǎo)致性能下降。

LO開關(guān)設(shè)計用于實現(xiàn)高隔離度和快速（<50ns）切換，這允許在頻率捷變應(yīng)用中使用兩個有源合成器。如果僅使用一個合成器，則未使用的LO輸入可以接地。LO開關(guān)由Vcc3（引腳14）供電，并由LOSEL邏輯輸入（引腳9）控制。即使芯片處于關(guān)斷狀態(tài)，LO1和LO2輸入始終連接到芯片上的Vcc。所選LO輸入的直流電阻約為23Ω，未選輸入約為50Ω。LO開關(guān)的邏輯表如表2所示。測得的LO輸入回波損耗如圖6所示。

、有源LO輸入)

LO放大器由Vcc1和Vcc2（引腳8和引腳6）供電。當(dāng)芯片啟用（SHDN = 低電平）時，內(nèi)部偏置電路提供穩(wěn)定的4mA參考電流至放大器的偏置輸入，這會使放大器汲取約80mA的直流電流。此4mA參考電流也連接到LOBIAS（引腳7），以便在特殊應(yīng)用中修改放大器的直流偏置電流。推薦的應(yīng)用電路不需要LO放大器偏置修改，因此該引腳應(yīng)保持開路。