RF/ IF扩大器使完成设计方案更简单并确保高性

因为人们日益巴望经过智能手机、TV、GPS 和 Wi-Fi 传送数据，所以通讯基础设施的有限带宽简直被填满了。为了满意这种巴望，通讯规划师界说了各种体系，将越来越多的数据塞进有限的带宽中，不过数据传输速率 的进步是有价值的：需求保真度越来越高的发送和接纳信号链路。

至于扩大器，要忠实地再现信号并不下降原始信号质量，就需求低噪声和高线性度。在信 号功率较低时，不想要的噪声有必要足够低，以答应想要传输的信号上升到噪声层之上。在信号电平较高时，线性扩大器有必要避免不想要的谐波和互调重量屏蔽想要传 送的信号。LTC6431-15 和 LTC6430-15 就完成了这两个方针。

LTC6431-15 和 LTC6430-15 是两款固定增益扩大器，具有十分高的 OIP3 (线性度)，有关噪声十分低。LTC6431-15 是单端射频 (RF) / 中频 (IF) 增益构件，可直接驱动 50Ω 负载，而 LTC6430-15 是差分 RF / IF 增益构件，具有更高的功率和更宽的线性带宽。这些增益构件兼具最高功用和易用性，经过在内部处理偏置、阻抗匹配、温度补偿和安稳性问题，消除了规划方案难 以完成的问题。

针对低输入信号电平供给低 NF

在低输入信号电平常，噪声约束了通讯体系的灵敏度。通讯体系的噪声特性由噪声指数 (NF) 来表明，由输入端的“信号噪声功率比”除以输出端的“信号噪声功率比”得出，单位为分贝。扩大器的输入端总是存在噪声，并且噪声与想要传输的信号一同放 大。NF 表明扩大器自身给信号添加了多少不想要的噪声。抱负情况下，扩大器的 NF 为 0dB，可是任何实在的扩大器都会添加噪声，因而人们的方针是，最大极限地削减噪声危害。典型 IF 扩大器具有 3dB 至 12dB 噪声指数。LTC6431-15 和 LTC6430-15 在 240MHz 时均展示出 3.3dB NF。

令人形象深入的 OIP3 有用下降 IM 重量

线性度约束了在频率域阻隔想要信号和不想要信号的才能。在输入信号电平较高时，想要的信号上升至远高于噪声层，因而噪声不是什么问题，可是扩大器的线性度变得愈加重要了。

如图 1 所示，假如将一个单腔调注入非线性扩大器，那么成果得到的是想要的腔调及其谐波。一般情况下，这些谐波信号可以滤除，因为在频率域它们与想要的腔调离得足 够远。假如将两个腔调注入一个非线性扩大器，那么成果得到的是，两个想要的腔调以及由很多不想要的腔调极端杂乱地混合在一同，这包含两个腔调的谐波、两个 输入腔调的和与差、以及其他互调重量 (参见图 2)。

图 1：非线性器材输入端的腔调在输出端发生谐波

图 2：非线性器材输入端的两个腔调在输出端发生互调重量

互调 (IM3) 重量 (2f1 – f2 和 2f2 – f1) 是这些不想要腔调的一个子集，这个互调重量子集特别费事。IM3 重量或许十分接近想要信号的频率，然后使得这些重量简直不或许滤除去。

扩大器线性度特性最常用三阶输出截取点 (OIP3) 来表明，这是一个设想点，在这个点上，IM3 重量的功率与基频信号功率相交。LTC6431-15 展示了十分小的 IM3 重量，因而其 OIP3 十分好。当堵塞 (搅扰) 信号或相邻通道靠得十分近时，最大极限下降 IM3 重量特别重要，因为 IM3 重量的增大速度是想要腔调的三倍。在不使想要信号失真的情况下，这约束了扩大器可以处理的可接受的输出功率，因而也就约束了输入功率。

噪声 (用 NF 表明其特性) 约束了扩大器对小幅度输入信号的灵敏度，而线性度 (用 OIP3 表明其特性) 约束了扩大器对大幅度输入信号的灵敏度。NF 和 OIP3 这两种衡量规范合起来，界说了扩大器对一个信号的可用动态规模。

高线性度处理最难的通讯问题

LTC6431-15 在 240MHz 时 OIP3 典型值为 47dBm，根本大将 IM3 重量压到了噪声层中，这样 IM3 重量就不能搅扰想要信号了 (参见图 3)。LTC6430-15 也不甘示弱，在 240MHz 时其 OIP3 为 50dBm。结合其 3.3dB NF，这两款扩大器都供给十分宽的动态规模，经过在高信号电平缓低信号电平常坚持高保真度，应对了高数据传输速率的应战。

图 3：LTC6431-15 在 240MHz 时 OIP3 为 47dBm，根本上是将双腔调信号的 IM3 重量压到噪声层中，这样 IM3 重量就不能搅扰想要信号了。

易于刺进不同运用中

完成 RF / IF 增益级并不总是很简单。传统上，规划师有必要首要考虑电路偏置。LTC6431-15 具有一个内部偏置电路，该电路仅需从单 5V 电源汲取 90mA 电流，而 LTC6430-15 仅从单 5V 电源汲取 160mA 电流。

该内部偏置电路优化了器材的最大线性度作业点。温度补偿电路在环境条件改动时坚持功用不变，避免高温时电流丢失。这些器材还有内部稳压器，以最大极限地减小电源缺点导致的功用改动。

RF/IF 扩大器在输入端和输出端还有必要是阻抗匹配的，以最大极限地增大所传输的功率和减小反射。传统上，这是一项耗时吃力且需求重复进行屡次的使命。一般情况下， 规划师有必要添加输入和输出网络，以使扩大器阻抗与体系阻抗相匹配，一般是 50Ω。这些匹配网络又会改动扩大器的 NF 和 OIP3，一般献身 NF 和 OIP3 功用以完成合理的阻抗匹配。

LTC6431-15 和 LTC6430-15 扩大器在 20MHz 至 1700MHz 频带规模内，在内部匹配了输入和输出阻抗，然后简化了规划，一同坚持 NF 和 OIP3 不变。单端 LTC6431-15 的输入和输出在内部匹配到 50Ω，而 LTC6430-15 的输入和输出端在内部匹配到 100Ω 差分阻抗。这就答应这些器材十分简单地刺进不同运用中，而无需额定添加匹配组件。

有确保的安稳性和功用

与凌力尔特的运用电路一同运用时，LTC6431-15 和 LTC6430-15 都是可无条件安稳的。A 级版别 LTC6431-15 在 240MHz 时的 OIP3 特性是独自地表明的，确保 44dBm 的最小 OIP3。类似地， A 级版别 LTC6430-15 在 240MHz 时的 OIP3 也是独自表明的，确保 47dBm 的最小 OIP3。

一类全新的 RF 扩大器

凌力尔特在出产杰出的运放型扩大器方面具有悠长前史，这类扩大器可以以最低噪声和低 失真来处理低频信号。虽然 LTC6431-15 和 LTC6430-15 不能像运放那样扩大 DC 信号，可是它们可以扩大高达 2GHz 的信号。运算扩大器一般难以在高于 200MHz 时作业。

运用运算扩大器时，一般需求添加反应以设定增益。进步电压反应运算扩大器的增益会进一步减小作业带宽。另一方面，凌力尔特的 RF 型扩大器供给 15dB 固定功率增益。RF 处理方案缺少增益调理通用性，可是可用带宽远远超越了可从运算扩大器取得的带宽。

运算扩大器用来驱动高阻抗负载，而 LTC6430 / LTC6431 扩大器可驱动 50Ω 负载，并在很宽的频率规模内 (20MHz 至 1700MHz) 实时供给功率。与运算扩大器不同，这种专心于 RF 的规划在输入和输入端不需求终端电阻，因为现已在内部完成了阻抗匹配。输入端的终端电阻添加噪声，输出端的终端电阻衰减供给给负载的功率。因而，这两款 RF 扩大器处理方案供给了更好的整体噪声功用和线性度。LTC6430-15 和 LTC6431-15 扩大器为不需求 DC 耦合的 AC 信号运用供给了杰出的处理方案。

LTC6431-15 单端 50Ω 扩大器

单端 LTC6431-15 是多种运用的抱负处理方案。该器材作为 IF 扩大器运用时体现十分超卓，克服了滤波器损耗问题，或许作为 ADC 驱动器与平衡-不平衡转换器一同运用时，体现也相同超卓。凭仗很宽的带宽，LTC6431-15 可包括整个 CATV 频带。

图4 所示是一个单端 IF 扩大器，图 5 所示是 LTC6431-15 的评价板和在 100MHz 至 1700MHz 的功用。

图 4：单端 IF 扩大器

图 5：100MHz 至 1700MHz 单端 LTC6431-15 评价板和功用，显现了 LTC6430-15 和 LTC6431 的 OIP3 随频率的改动。

LTC6430-15 差分运用

可以以差分方法装备 LTC6430-15 的输入和输出使该器材可以适用于各种体系运用，在以下各例中，LTC6430-15 的高线性度、低噪声和宽频带功用饱尝住了检测。

在以下第一个比如中，LTC6430-15 的差分输出与 ADC 的差分输入很般配。LTC6430-15 的输入 / 输出在内部匹配到 100Ω 差分阻抗。就驱动高速 ADC 而言，100Ω 阻抗十分便当。接下来，在一个平衡装备中，运用 2：1 平衡-不平衡转换器，LTC6430-15 以低失真供给宽带扩大，驱动 50Ω 负载。最终，运用 1.33：1 平衡-不平衡转换器，LTC6430-15 可匹配至 75Ω 体系，以跨整个 CATV 频带供给宽带扩大。

ADC 驱动器

LTC6430-15 作为高速、高分辨率 ADC 驱动器运用时体现超卓。这类运用的应战是，驱动未缓冲 ADC 输入，使其到达所要求的输入电压值，一同坚持 ADC 的信噪比 (SNR) 和无寄生动态规模 (SFDR) 不变。正如评价电路的功用测验成果所示，LTC6430-15 可以在 LTC2158 (双通道、14

位、310Msps ADC) 的整个输入带宽规模内驱动该 ADC，并且 SFDR 和 SNR 遭到的影响极小。

针对这一高速、高分辨率 ADC，表 1 显现了 SNR 和 SFDR 的最小减额。LTC6430-15 的高线性度和低噪声答应规划师在 ADC 输入端以最低的滤波要求驱动该 ADC。一切测量值都是从单个运用电路得出的，未调整匹配网络。这杰出显现了 LTC6430-15 的宽带宽和高线性度功用。

表 1： ADC 驱动器评价电路随频率改动所得成果总结

平衡扩大器驱动 50Ω 负载

选用恰当配对的 2：1 平衡-不平衡转换器，LTC6430-15 可以以低噪声和低失真供给宽带扩大。在这种平衡装备中，扩大器在输入端和输出端匹配至 50Ω。这种平衡装备还具有按捺二阶失真的优势，这在多倍频程宽带运用中是至关重要的。

不幸的是，单个平衡-不平衡转换器不能包括 LTC6430-15 的整个作业频带。凌力尔特供给多种掩盖该扩大器拟用带宽的评价电路。这些评价电路的输入和输出端现已转换到 50Ω，以减轻特性测验担负。这些评价电路也展示了 LTC6430-15 用于没有平衡-不平衡转换器的纯差分运用时的功用。

测验成果显现，针对感兴趣的频率，挑选正确的平衡-不平衡转换器是很重要的。因为带宽受限，平衡-不平衡转换器约束了 LTC6430-15 的功用。总归，这三个平衡电路都显现，用 LTC6430-15 可取得高线性度和宽带宽。

CATV 运用

CATV 运用电路是本文中显现 LTC6430-15 通用性的最终一个比如。CATV 给扩大器带来了共同应战。所需频带常常包括超越四倍频程，扩大器有必要具有平整的增益曲线，阻抗有必要与 75Ω 环境匹配。多通道数目要求杰出的三阶线性度，并且因为多倍频程环境，也有必要按捺二阶重量。LTC6430-15 运用一对 1.33：1 平衡-不平衡转换器，将内涵 100Ω 差分阻抗转化为 75Ω，可应对这些应战。

考虑到其低噪声、低二阶和三阶失真以及平整的增益曲线，这个电路可以满意 CATV 要求，一同仅从 5V 电源汲取 800mW 功率。

根据硅的工艺协助完成更高的可再生性

LTC6431-15 和 LTC6430-15 是选用高功用 SiGe BiCMOS 工艺制作的，比较之下，其他 RF 增益构件则是用 GaAs 晶体管制作的。与可比的 GaAs 工艺比较，运用根据硅的工艺可完成更高的可再生性。BiCMOS 工艺还使凌力尔特可以在这些器材中集成失真消除、偏置操控和稳压器功用。

定论

LTC6431-15 和 LTC6430-15 以最低的 DC 功耗完成了同类最佳的噪声功用和线性度，满意了现代通讯规范要求，并简化了 RF / IF 规划。这两款器材易于运用、具有通用性并可以在各式各样的条件下确保高功用。