鄙人一代无线接入运用中带宽将敏捷拓宽,以应对不断添加的互联网流量。与此一起,现在可供运用的频谱彻底无法支撑所需的带宽。因此,人们正在对更高的频谱进行适用性评价。有多种选项被纳入了考虑的领域,从免执照的 5.8GHz 地上站到掩盖地球的低轨迹卫星群等均在其列。前进带宽之路存在于可实行该许诺的更高和新的频率。这将需求具有改进功能的混频器。由凌力尔特推出的一款新式混频器 LTC5549 可为此项尽力供给支撑。
LTC5549 是一款无源双平衡混频器,其可以充任一个上变频器或下变频器。该器材具有一个 2GHz 至 14GHz 的十分宽 RF 作业频率规模。LTC5549 供给了反常高的线性度 (在 5.8GHz 为 28.2dBm IIP3,而在 12GHz 则为 22.8dBm IIP3),然后改进了发送器和接收器等的动态规模。LTC5549 凭仗其仅需 0dBm 驱动功率的集成型 LO 缓冲器 (因此实际上免除了增设外部高功率 LO 驱动器电路的需求) 完成了高效的微波发送器和接收器规划。此外,LTC5549 还集成了一个用于 LO 信号的片内、可旁路倍频器,然后使得该器材可以在有利的场合中选用本钱较低的常用低频合成器。LTC5549 运用了专为扩展 LO 和 RF 频率带宽而优化的宽带集成型平衡-不平衡变压器,一起完成了单端运作。并且,其 IF 端口可以支撑 0.5GHz 至 6GHz 的宽带宽。一切三个端口均为 50Ω 匹配,并具有杰出的端口至端口阻隔目标,最大极限地减少了不期望的 LO 走漏,然后降低了外部滤波要求。
改进微波收发器功能
大多数微波混频器是选用分立式 GaAs 二极管或 FET 以混合模块的方式构建的。与此相反,LTC5549 则是选用一种十分高频的先进 SiGe BiCMOS 工艺制造的。该器材完成了很高的集成度,内置了片内 LO 缓冲器和微波平衡-不平衡变压器。对单片式晶片进行了倒装并安装到一个具引线结构的纤巧型 3mm x 2mm 塑料外表贴装式封装上。免除了键合线以极大地前进器材的微波频率功能,并不会引进键合线电感。其固有的小封装再加上很少的外部电路有助于完成十分细巧的解决方案占板面积。
这款新式混频器的 22.8dBm IIP3 功能在其同类产品中锋芒毕露。改进的功能强化了接收器或发送器的动态规模。关于接收器而言,当存在附近的高功率搅扰时,不管它来自于带外非故意发送器源抑或是自感应 (从多分区体系中的另一个发送器渗漏),较高的 IIP3 都将前进巩固性。较大动态规模接收器可供给附加的规划余量,因此在处理高障碍物时更具宽容性 D 这是因为跟着无线电布置的日益增多,电波将跟着时刻的推移继续削弱。
相同,关于发送器来说,IIP3 较高 (OIP3 因此也较高) 的混频器有助发生较少的杂散重量,然后完成改进的频谱纯度和更好的 ACPR 功能。这关于那些选用较高阶调制的无线电设备特别有用,其可以推升至超越 1024 QAM 或更高。改进的线性有助于生成更好的构象准确度界说。此外,较高的 IIP3 还答应混频器在高输出功率下运作,因此可供给愈加稳健的输出功率等级。额定的规划余量有助放宽规划约束条件,然后供给灵活性。
低 LO 驱动简化了规划
LTC5549 的集成型 LO 放大器实际上免除了驱动传统微波无源混频器一般所需的 +10dBm 至 +17dBm LO 放大器。所以,其 0dBm LO 驱动使得可以直接选用一个 PLL / 合成器来驱动 LO,并不需求进行缓冲。除了节约本钱之外,低 LO 功率所发生至 IF 或 RF 端口的 LO 走漏天然生成就要低得多,因此,按捺与此类高功率源相关的任何带外辐射所必需的外部滤波较少。另一个优点是在 PC 板上未布设一个高功率辐射源。这意味着可显著地节约本钱,因为它降低了 RF 按捺屏蔽的要求,而关于许多具有这种高功率 LO 信号的规划来说,满意此项要求是一件很费事的作业。
运用宽带平衡-不平衡变压器改进带宽
LTC5549 运用了平面平衡-不平衡变压器规划中正待专利审议的最新技能发展,然后使单片式混频器可以在极宽的带宽内作业。完成了史无前例的对称性,发生了反常平衡的操作,并在十分宽的带宽内获得了最优的杂散抵消和平整的频率呼应。例如:50Ω 匹配的 RF 端口及其内置的变压器和一个 0.15pF 外部电容器在 2GHz 至 14GHz 频率规模内继续供给了优于 10dB 的回程损耗。相同,经过在 LO 输入端上衔接一个 0.15pF 并联电容器和一个串联电容器,端口在 1GHz 至 12GHz 频率规模内是 50Ω 匹配。在整个频率规模内回程损耗目标优于 10dB。
跟着 5G 数据速率的添加,带宽也将添加
5G 无线通信估计可供给 1Gbps 的数据速率。为了完成这样的速度,将需求把带宽前进至 1GHz 或更高。可以必定的是,必需开辟新的频谱。LTC5549 具有超卓的带宽,可支撑超越 1GHz 的平整呼应。
微波测验设备也可从 LTC5549 等紧凑型高线性度混频器获益。跟着 RF 测验设备的频率不断攀升,其线性和带宽功能也有必要改进,以跟上被测器材功能前进的脚步。
规划示例:3.6GHz 至 12.6GHz 频段上变频运用
咱们来看一个把 3.6GHz 信号转化为 12.6GHz 载波的运用示例。选用了一个低压侧 LO。作业条件如下:
· IF 端口 (输入) = 3.6GHz
· RF 端口 (输出) = 12.6GHz
· LO (输入) = 9GHz (在 0dBm)
· 双腔调输入,间隔 2MHz 的输入,在 IF 输入端上各为 -5dBm
功能丈量选用一块 LTC5549 评价板 (图 1) 来进行。内部 2X LO 被旁路,所以选用一个洁净的实验室信号发生器直接注入一个 9GHz LO 信号。因为评价板的组件已经是宽带匹配,因此可以直接运用,无需改动 (见图 1 中的原理图)。
图 1:LTC5549 评价板和原理图
图 2 示出了该混频器的线性功能,在 12.6GHz 频率上对间隔 2MHz 的两个腔调进行丈量。测得的输出三阶互调失真杂散下降了 -57.5dBc。这对应于一个 +23.8dBm 的 IIP3。图 3 示出了 RF 输出的完好频谱曲线图。未运用外部滤波器,因此咱们可以看到一切杂散重量均下降的当地。LO 走漏在 12.6GHz 载频以下降低了大约 14dB,可是离开了 3.6GHz。所以,滤波应该不是一个大问题。最靠近的杂散实际上是 2LO-IF,其出现在间隔载频 1.8GHz 之处。好消息是,其剩下功率在载频以下优于 -40dBc。
在 12.6GHz,该混频器的输出于 1GHz 带宽内表现出 1dB 的平整度 (见图 4),可支撑下一代的宽带无线电设备。
图 2:三阶互调杂散的丈量值为 -74dBm,主张在 12.6GHz 频率条件下具有一个 +23.8dBm 的 IIP3。
图 3:宽带输出频谱示出了一切影响输出滤波器要求的杂散重量
图 4:上变频混频器的转化损耗为 12dB,可是在 12.6GHz 载频条件下,其于 1GHz 带宽内具有 1dB 的平整度。
定论
LTC5549 具有超卓的 IIP3 标准目标,可以前进针对接收器或发送器运用的动态规模功能。其具有一个集成型 LO 缓冲器,因此节约了本钱并发生了十分低的 LO 走漏。该器材的集成型片内平衡-不平衡变压器供给了反常宽的带宽,可简化规划并完成十分紧凑的解决方案尺度。