如何調(diào)諧和天線匹配MAX1470電路

MAX1470評(píng)估板在工廠進(jìn)行調(diào)諧和測試，以獲得盡可能高的靈敏度。然而，可能需要使該電路“適應(yīng)”到不同的頻率或調(diào)整客戶自己的PCB。以下應(yīng)用筆記描述了如何完成此任務(wù)。

圖1所示為基于MAX1470的典型電路。有 3 個(gè)可能的調(diào)諧方面可以提高射頻性能：

LNA儲(chǔ)罐調(diào)整

輸入匹配和退化電感器

拉晶

圖1.MAX1470典型電路

調(diào)整LNA儲(chǔ)罐

連接到LNAUT的LC槽濾波器由L1和C9組成。選擇L1 = 27nH和C9 = 4.7pF值以在315MHz的RF輸入頻率下諧振。諧振頻率由下式給出：

LTOTAL和CTOTAL包括L1和C9，此外還有PCB走線的寄生電感和電容、封裝引腳、混頻器輸入阻抗、LNA輸出阻抗等。這些寄生效應(yīng)不容忽視，可能會(huì)對(duì)儲(chǔ)罐濾波器中心頻率產(chǎn)生巨大影響。

為了從電路中獲得最大的靈敏度，需要將諧振電路調(diào)諧到盡可能接近315MHz（或目標(biāo)頻率）。因此，用戶必須確定電路板實(shí)際調(diào)諧到什么頻率，然后進(jìn)行組件調(diào)整。這最好通過去除晶體并在信號(hào)發(fā)生器的幫助下直接注入晶體頻率來實(shí)現(xiàn)。幅度應(yīng)約為50mVp-p.將射頻幅度設(shè)置為 -70dBm。監(jiān)視 RSSI 輸出（引腳 19）。由于RSSI輸出在調(diào)諧頻率下最大，因此只需找到最大值在哪里即可。將射頻頻率增量設(shè)置為 640KHz，將信號(hào)發(fā)生器設(shè)置為 10KHz。當(dāng)這兩者同時(shí)移動(dòng)時(shí)，RSSI振幅將發(fā)生變化并達(dá)到最大值。例如，假設(shè)坦克調(diào)諧到345MHz而不是315MHz。假設(shè)走線電感為5nH（基于PCB上的走線長度），L總= 32nH，表示 C總在 7MHz 時(shí)為 98.315pF。由于諧振電路實(shí)際上以345MHz的頻率諧振，因此實(shí)際總電容必須為6.65pF。因此，為了在315MHz振蕩，C總必須增加 1.3pF，因此必須將 C9 更改為 6pF。

輸入匹配和退化電感器

片外電感退化是通過將電感L3 = 15nH從LNASRC（引腳4）連接到AGND來實(shí)現(xiàn)的。該電感（除評(píng)估板PCB上的7nH走線電感外）將LNAIN輸入阻抗的實(shí)部設(shè)置為50 Ωs。電容C7是隔直電容，應(yīng)為大電容（100pF或更高）。由于LNA輸入可以建模為與2.5pF電容串聯(lián)的50Ω電阻（只要L3 = 15nH，走線電感為7nH），因此LNA的S11由下式給出：

S11 = 50-j200 （315MHz） 和 S11 = 50-j145 （433.92MHz）

因此，需要L2將LNA與50 Ωs（或其他天線阻抗）相匹配。因此，為了使MAX1470與50Ω天線匹配，只需消除-j項(xiàng)。這可以通過L2輕松實(shí)現(xiàn)，L315需要（在<>MHz）。

L2 = 200/2 × 3.14 × 315e6 = 100nH

在網(wǎng)絡(luò)分析儀的幫助下查看 S11 將使其得到更好的調(diào)整。將網(wǎng)絡(luò)分析儀的測試端口功率設(shè)置為-30dBm，以免使輸入級(jí)飽和。圖2顯示了不太完美匹配的電路板的S11。S11被調(diào)諧到355MHz而不是315MHz。

圖2.RFIN 的 S11 圖。匹配頻率為 355MHz。

用100/355×315 = 100nH替換120nH電感，可以實(shí)現(xiàn)更好的匹配，如圖3所示。

圖3.RFIN 的 S11 圖調(diào)諧到 315MHz。

水晶拉拔

由于MAX1470采用10.7MHz中頻和低側(cè)注入，晶體頻率由下式給出（所有單位均為MHz）：

因此，對(duì)于315MHz應(yīng)用，晶體頻率為4.7547MHz，而對(duì)于433.92MHz，則需要6.6128MHz晶體。

如果電路板提供給晶體的負(fù)載電容與晶體的設(shè)計(jì)用途不同，則晶體會(huì)偏離其規(guī)定的工作頻率，從而在參考頻率中引入誤差。因此，為了將晶體拉回其所需的工作頻率，增加了外部電容器來修改負(fù)載電容。

串聯(lián)牽引電容器將“加速”晶體，而并聯(lián)電容器將“減慢”晶體。評(píng)估板提供5pF等效電容，采用3pF負(fù)載電容晶體，需要串聯(lián)2x15pF電容來加快速度。如果不使用這些電容器，4.7547MHz晶體實(shí)際上將以4.7544MHz振蕩，導(dǎo)致接收器調(diào)諧到314.98MHz而不是315.0MHz，誤差約為20KHz或60ppm。因此，在等效電容未知的定制PCB上，監(jiān)控頻譜分析儀上的IF（確保在將信號(hào)插入頻譜分析儀之前使用隔直電容），然后使用串聯(lián)和并聯(lián)電容將IF“調(diào)諧”回10.7MHz。

審核編輯：郭婷