描述

有源 RF 混頻器很少能夠在不犧牲其他性能參數(shù)的情況下突破 +30dBm IIP3 指標大關(guān)。而新型 LTC5577 就是可以做到這一點的 RF 混頻器。該混頻器運用一種創(chuàng)新的有源混頻器拓撲以實現(xiàn)其 +30dBm IIP3。這款器件的獨特之處是具有一個 0.7dB 的高轉(zhuǎn)換增益、0dBm LO 驅(qū)動電平以及 300MHz 至 6GHz 的寬工作頻率范圍。其有源、雙平衡設(shè)計帶來的額外優(yōu)勢為：實現(xiàn)了卓越的端口間隔離度，并將有可能損害接收器性能的 2x2 和 3x3 雜散混頻分量以及偽圖像混頻分量抑制在很低的水平。

LTC5577 在其 RF 和 LO 輸入端上設(shè)有集成型寬帶變壓器，其在一個很寬的頻率范圍內(nèi)調(diào)諧至 50Ω 單端。利用一個固定的外部匹配電路，該器件能在 700MHz 至 4.3GHz 的頻率范圍內(nèi)連續(xù)運作，并擁有超卓的增益平坦度。因此，所需的外部組件極少，從而縮減了系統(tǒng)成本和解決方案尺寸。此外，其可用范圍為 1MHz 至 1.5GHz 的 IF 輸出端口還可提供平坦的轉(zhuǎn)換增益性能至 600MHz 帶寬以上，因而能夠支持 LTE 和 LTE-Advanced 基站接收器和其他的寬帶接收器應(yīng)用。

這款混頻器還具有一個集成型 LO 緩沖器，僅需要 0dBm LO 驅(qū)動電平并容許 ±6dB 的 LO 功率變化。這可免除一個外部高功率 LO 放大器，從而避免了額外的功率消耗和成本增加。此外，還免除了一個驅(qū)動電平范圍為 +17dBm 至 +20dBm 的高功率 LO 信號源，因而降低了產(chǎn)生意外輻射的風險，此類輻射或許會損壞系統(tǒng) RF 電路的其他部分。所以，該器件節(jié)省了原本必不可少的 RF 屏蔽硬件成本。LTC5577 混頻器依靠單個 3.3V 電源運行，其供電電流大為減小，僅為 180mA。

有源混頻器架構(gòu)提供了更多的好處

LTC5577 的有源、雙平衡混頻器架構(gòu)可提供其他的獨特優(yōu)勢。除了其高轉(zhuǎn)換增益和非常寬的帶寬之外，LTC5577 還解決了常常困擾著設(shè)計人員的其他更深層的問題，例如怎樣實現(xiàn)：

1. 卓越的端口間隔離度

    2. 異常低的 2x2 和 3x3 雜散分量

    3. 非常低的偽圖像混頻分量

改善的 RF 隔離度

LTC5577 的有源混頻器拓撲引人注目之處在于其擁有超卓的 LO 至 RF 泄漏指標 (<-50dBm)，從而極大地減少了回向天線的不想要之 LO 信號泄漏。這一點優(yōu)于無源混頻器，后者通常僅具備大約 30dB 的隔離度和 +17dBm 左右的強大 LO 輸入電平，這導致了高得多的-13dBm LO 至 RF 泄漏電平。采用 LTC5577 混頻器后，便可省去 RF 輸入端上的一個外部高隔離度循環(huán)器，從而可構(gòu)成一種更具成本效益的寬帶解決方案，能節(jié)省空間和易于設(shè)計。

用于實現(xiàn)絕佳線性性能的低 2x2 和 3x3 雜散分量

LTC5577 的創(chuàng)新型架構(gòu)產(chǎn)生了異常低的 LO 和 RF 諧波失真混頻雜散分量。其 2x2 (1/2 IF) 輸出失真雜散為 -79dBc，而 3x3 (1/3 IF) 雜散則更低 (位于 -81dBc)。這種低失真有助于在寬帶接收器中實現(xiàn)較高的性能，還可在數(shù)字預(yù)失真 (DPD) 接收器應(yīng)用中使用時改善失真校正性能。

而且，LTC5577 的 RF 輸入專為在安全承受強帶內(nèi)阻塞信號的同時盡量抑制性能劣化而設(shè)計。例如：當面對一個 +5dBm 的輸入干擾信號時，其噪聲指數(shù)僅從 11.8dB 下降至 15.8dB，相比之下，其他同類混頻器則往往下降至超過 20dB。這可以在存在強干擾的情況下確保穩(wěn)健的接收器靈敏度。

低的偽圖像混頻分量改善了接收器噪聲指數(shù)

由于其雙向?qū)傩院蜔o緩沖 RF 輸入的原因，無源混頻器在 RF 輸入端上具有不想要的混頻分量，被稱為“偽圖像”。在頻域中，該混頻分量的位置距離 LO 達一個 IF，其電平通常比 RF 輸入信號電平低 12dB。如果不采用隔離器或衰減器墊進行終接，這種混頻分量反射開 RF輸入濾波器并重新進入混頻器，因而導致噪聲指數(shù)在某些頻率 (取決于濾波器和混頻器之間的電氣長度) 下發(fā)生劣化。雖然諸如 LTC5577 等有源混頻器在 RF 輸入端上也存在這種雜散，但處于低得多的電平 (通常為 -75dBc)。這將免除在混頻器輸入端上增設(shè)一個循環(huán)器或衰減器的需要，從而改善接收器靈敏度并簡化 RF 設(shè)計。圖 1 示出了一個無源混頻器 RF 輸入端上的偽圖像和 LO泄漏電平，并與 LTC5577 有源混頻器進行了對比。

圖 1：有源混頻器可減少混頻器 RF 輸入端上的 LO泄漏和偽圖像，從而改善接收器性能。

結(jié)論

新型 LTC5577 采用一種創(chuàng)新的有源混頻器拓撲以獲得同類最佳的 30dB IIP3 線性性能，并擁有 0.7dB 的轉(zhuǎn)換增益和 300MHz 至 6GHz 的寬帶性能范圍。該器件還實現(xiàn)了額外的優(yōu)勢，包括高的端口間隔離度、LO 泄漏的減少和偽圖像混頻分量的降低等，而這些對于許多設(shè)計而言都是棘手的難題。結(jié)果是造就了一款具成本效益的緊湊型混頻器解決方案，其改善了接收器性能并具有低功率。