關(guān)于寬帶上變頻混頻器出色線性度和隔離性，你知道多少

　　引言

　　凌力爾特公司 3GHz 至 8GHz 寬帶混頻器是為上變頻應(yīng)用而優(yōu)化。LTC5576包含一個有源雙平衡混頻內(nèi)核，用先進(jìn)的 SiGe BiCMOS 工藝制造。該器件的優(yōu)勢包括在 8GHz 時僅為 2dB 非常低的變頻損耗、出色的端口至端口 RF 隔離、以及 +25dBm 的卓越輸出 3 階截取 (OIP3) 性能。該混頻器有一個集成的 LO (本機(jī)振蕩器) 緩沖器，因此無需外部 LO 放大器電路，該器件還有一個內(nèi)置寬帶 RF 輸出變壓器，因此允許該混頻器在 3GHz 至 8GHz 的非常寬頻率范圍內(nèi)工作。此外，該器件 的噪聲層為 -154dBm/Hz，從而實現(xiàn)了卓越的動態(tài)范圍性能。

　　提高微波混頻器的性能

　　與傳統(tǒng)微波混頻器相比，上述器件 在幾方面有顯著改進(jìn)。大多數(shù)無源微波混頻器采用 GaAs 微波 FET 或二極管橋式拓?fù)?，一般?7dB 至 9dB 的變頻損耗。因此，通常需要一個外部高線性度微波放大器，以針對發(fā)送器應(yīng)用將信號電平提高到合適的輸出電平，這需要額外的電路系統(tǒng)。

　　該器件在這一性能上有所改進(jìn)，在 8GHz 時變頻損耗僅為 2dB。在 5.8GHz 或更低頻率時，性能甚至更好，變頻損耗僅為 0.6dB。因此，這款最新混頻器本身就能產(chǎn)生更強(qiáng)大的輸出信號，減少了對額外放大的需求。該器件需要較少的外部放大器電路，同時改善了總體發(fā)送器噪聲，在混頻器級之后需要的增益較小。

　　該器件另一方面的改進(jìn)是 LO 輸入。無源混頻器一般需要相對較高的驅(qū)動電平，范圍為 +10dBm 直至高達(dá) +17dBm。因此，如果這樣的混頻器由功率相對不太大的 PLL/合成器器件驅(qū)動，就需要大功率放大器級來提高驅(qū)動電平，以提供合適的驅(qū)動。采用大功率 RF 和微波放大器進(jìn)行設(shè)計時，必須格外謹(jǐn)慎，因為潛在的反向隔離問題可能引起 LO 功率過度泄漏回 VCO 電路，這有可能導(dǎo)致 VCO 頻率顯著拉高。為了防止這個問題，常常需要兩級 LO 緩沖器，以確保充分的反向隔離。器件在其集成緩沖器上的 0dBm LO 驅(qū)動隔離了反向泄漏，該器件還抑制了至 RF 輸出的正向泄漏，因此降低了輸出 RF 濾波需求，這樣就可滿足帶外輻射要求。

　　此外，該器件的 LO 驅(qū)動功率不需要嚴(yán)格的容限。與無源混頻器相比，該器件的容錯性高得多，從而在很寬的 LO 功率變化范圍內(nèi)確保了良好的 IP3。

　　控制 LO 泄漏可能很有挑戰(zhàn)性

　　PC 板上的大功率 LO 信號有可能成為不想要的輻射源，或者有可能耦合到系統(tǒng)中的其他敏感器件中。為了控制輻射，可能需要廣泛的 RF 屏蔽，以密封大功率電路。因此，較小的 LO 功率是有好處的，可以減少或完全消除外部 RF 屏蔽需求。這樣一來，就可以節(jié)省成本。

　　寬帶運行

　　大多數(shù)無源混頻器的工作頻率范圍都有限，一般支持 2GHz 至 3GHz。在指定基帶平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的情況下 (如圖 1 所示)，本器件的輸入在 30MHz 至 3GHz 范圍內(nèi)是連續(xù) 50Ω匹配的。使用 6GHz 平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器時，器件能夠以更高和高達(dá) 6GHz 的頻率工作。在該器件的 RF 輸出端口，有一個內(nèi)置平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器以提供一個單端接口。在阻抗恰當(dāng)匹配時，RF 輸出可以在 3GHz 至 8GHz 范圍內(nèi)運行。在圖 1 所示電路中，輸出在 4.5GHz 至 8GHz 范圍內(nèi)是 50Ω 匹配的。LO 輸入端口在 100MHz 至 8GHz 范圍內(nèi)也是單端和 50Ω 匹配的。

　　總之，LTC5576 兼有低混頻損耗、寬頻率范圍、高 OIP3 和低 LO 泄漏，可在多種微波無線電、無線通信、雷達(dá)和航空電子系統(tǒng)、以及測試儀器應(yīng)用中，提供卓越的發(fā)送器性能。其獨特的拓?fù)渥畲笙薅葴p小了外部電路系統(tǒng)。該器件采用 4mm x 4mm QFN 塑料封裝，可實現(xiàn)緊湊的解決方案。該混頻器可用單一 3.3V 或 5V 電源供電，電源電流為 99mA。LTC5576 規(guī)定在 -40℃ 至 105℃的外殼溫度范圍內(nèi)工作。

　　寬帶上變頻混頻器實現(xiàn)方案