基于LTC5548的新型微波混頻器解決方案

帶有集成LO（本地振蕩器）緩沖器和倍頻器的新型寬帶混頻器解決了微波設計人員面臨的幾個挑戰(zhàn)性問題。凌力爾特公司的LT555548混頻器簡化了設計，具有以下主要特性：

IF（中頻）端口，從DC擴展到6 GHz，簡化了寬帶IF采樣

片內(nèi)與混合模塊解決方案相比，LO限幅放大器消除了外部LO緩沖級，降低了成本并最大限度地減小了整體解決方案尺寸

0 dBm LO驅(qū)動器可減少總輻射泄漏，減少外部濾波器和屏蔽要求

超寬帶RF（2至13.6 GHz）和LO（1至12 GHz）端口連續(xù)匹配

該器件具有寬帶差分IF端口，工作頻率范圍為DC至6 GHz。其低頻能力可實現(xiàn)更靈活的頻率規(guī)劃。 LTC5548非常適用于接收寬帶信號，特別是帶寬為500 MHz至1 GHz或更高。

與大多數(shù)微波混頻器不同，LTC5548通常需要大約+13 dBm或更高的LO驅(qū)動。集成LO緩沖器，僅需要0 dBm驅(qū)動器。由于器件以0 dBm信號開始，而不是替代器件的典型值為+13 dBm或更高，因此其他端口的LO泄漏低13 dB。這樣可以實現(xiàn)更簡單的濾波要求，特別是LTC5548可以支持的低IF頻率。片上LO緩沖器顯著改善了RF到LO端口的隔離，這有助于減少由于LO輸入端的寄生RF信號引起的合成器源頻率牽引的任何問題。

LTC5548專為寬帶操作，可以雙向使用，作為上變頻或下變頻混頻器。其RF端口可以是下變頻接收器中的輸入或上變頻發(fā)送器中的輸出。其RF端口具有片內(nèi)巴倫，使其能夠單端工作。平衡 - 不平衡變壓器在2至13.6 GHz范圍內(nèi)連續(xù)匹配50Ω，回波損耗優(yōu)于10 dB。

為了使該器件真正適用于寬帶應用，其LO端口也是單端的，并且在1至12 GHz范圍內(nèi)連續(xù)匹配50Ω。此外，無論LTC5548是使能還是禁用，50Ω阻抗終端都是恒定的。因此，打開和關閉混頻器不會產(chǎn)生干擾，可能會解鎖LO源中的鎖相環(huán)。

50Ω端口極大地簡化了微波系統(tǒng)設計人員的設計。首先，這使得更簡單的濾波和與50Ω系統(tǒng)的其他部分的接口。其次，極寬帶匹配對電路對外部匹配元件值變化的敏感性更為寬容，可以在系統(tǒng)生產(chǎn)變化時產(chǎn)生非常一致的性能。

LTC5548的LO端口可以直接用信號源驅(qū)動12 GHz，可獲得最佳噪聲系數(shù)和雜散性能?；蛘?，端口可以配置為使用內(nèi)部倍頻器;選擇時（通過數(shù)字選擇引腳），最高可達6 GHz LO信號，內(nèi)部加倍，最高工作頻率可達12 GHz。這便于使用成本較低的低頻PLL/合成器。折衷是噪聲增加3 dB，這主要是由于噪聲功率加倍，而馬刺略高。

圖1：寬帶10 MHz至6 GHz上變頻至6.5 GHz。

結(jié)果是極小尺寸的解決方案。圖1顯示了寬帶發(fā)射機應用的一個示例。該電路使用6.51至12.5 GHz的掃頻LO頻率將10 MHz至6 GHz輸入信號上變頻，從而創(chuàng)建固定的6.5 GHz RF輸出。為實現(xiàn)這種寬帶輸入性能，使用Mini-Circuits型號TCM1-83X +巴倫變壓器將單端輸入轉(zhuǎn)換為混頻器的差分IF端口。對于高側(cè)LO注入，混頻器在近DC至3 GHz時表現(xiàn)出相對平坦的轉(zhuǎn)換損耗，如圖2所示。在5 GHz以下的任何1 GHz輸入帶寬內(nèi)，增益平坦度優(yōu)于1 dB。一旦輸入被推到5 GHz以上，轉(zhuǎn)換損耗就會開始變化得更快。輸入IP3（IIP3）從近DC到2.5 GHz仍然大于23 dBm，而在高達6 GHz時仍然表現(xiàn)出優(yōu)于19 dBm的IIP3。

圖2：使用高端LO驅(qū)動和LO驅(qū)動的轉(zhuǎn)換損耗和IIP3與輸入頻率的關系。

LTC5548基于先進的SiGe BiCMOS工藝，具有非常一致的性能?；祛l器采用纖巧的2 mm x 3 mm塑料QFN封裝。利用0dBm LO驅(qū)動，上述示例電路實現(xiàn)示出了具有最少外部組件的極其緊湊的解決方案?？傮w解決方案成本具有吸引力，并且其他復雜的微波電路解決方案變得更加簡單和可制造。