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30MHz 至 2000MHz 寬頻下變頻器

2014年11月03日  | Weston Sapia, Vladimir Dvorkin, Sunny Hsiao

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在雷達、掃描接收器、電纜基礎設施、和儀錶等傳統寬頻射頻應用中,單一接收器鏈路通常不夠寬,而無法覆蓋整個有用頻寬。人們常常使用多個並聯訊號鏈路來類比單個寬頻接收器鏈路,但這會導致成本和複雜度提高、設計階段更長。因此,減少並聯通路幾乎是所有接收器設計的關鍵。這些寬頻射頻接收器非常實用,它們甚至適用於頻帶較窄的應用,可應用於僅因軟體修改而稍有不同的產品,因此能夠節省總工程時間,降低生產成本。


LTC5510 是一款 1MHz 至 6GHz 主動混頻器,可在極寬的輸入頻寬上提供高性能。該元件可用於上變頻和下變頻應用,具備靈活的電源,關機時功率極低,僅需相當低的 (0dBm) LO 驅動位準,因此是寬頻接收器的一個理想選擇。


圖 1 顯示了一個可用頻寬為30MHz 至 2GHz 的雙轉換接收器。一般情況下,為了覆蓋這個頻寬,會需要兩至 3 個並聯鏈路。而採用 LTC5510,可以用單個電路輕鬆覆蓋此一頻寬。


圖 1:雙轉換接收器方框圖
圖 1:雙轉換接收器方框圖。

圖 1 中,範圍在 30MHz 至 2GHz 的 RF 輸入訊號首先經過預選器濾波,第一個 LTC5510運用高壓側 LO 注入,將該訊號升頻轉換至 2.5GHz 中頻 (IF)。通過上變頻至高於最高輸入訊號頻率的 IF,可在進入第二級頻率轉換之前輕鬆地濾除鏡頻訊號。之後,第二個 LTC5510 將該訊號降頻轉換至 140MHz,進一步對該訊號進行濾波和處理。


所測得的整個訊號鏈路的功率增益、IIP3 和雜訊指數如圖 2圖 3 所示。


圖 2:所測得的接收器增益和 IIP3
圖 2:所測得的接收器增益和 IIP3。


圖 3:所測得的接收器雜訊指數
圖 3:所測得的接收器雜訊指數。

當試圖接收這類頻率範圍很寬的訊號時,一些意想不到的混頻分量可能會污染輸出訊號。因此重要的是,要測量這些訊號的衰減,以確保其不會影響射頻鏈路性能。在圖 1 所示的射頻鏈路中,最容易產生問題的混頻分量是 LO-(2xRF),該分量碰巧落在 2.5GHz IF 上。所測得的混頻器 1之 2x1 雜散雜訊如圖 4 所示。


圖 4:混頻器 1 的 2x1 雜散雜訊性能
圖 4:混頻器 1 的 2x1 雜散雜訊性能。

圖 5 顯示了兩級接收器的完整原理圖。


圖 5:雙轉換接收器的完整原理圖
圖 5:雙轉換接收器的完整原理圖。

結論

LTC5510 主動混頻器在上變頻和下變頻應用中均可提供高性能。其獨特的寬頻50Ω匹配輸入使該元件尤其適用於高性能寬頻接收器,同時還可降低總解決方案成本並簡化設計。


註:本文訊號鏈路的更高頻率版本 (也採用 LTC5510)可以改為並聯鏈路,以在需要時提供更寬的總頻寬。





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