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本篇應(yīng)用筆記介紹了一種用于MAX2653 SiGe LNA的射頻匹配網(wǎng)絡(luò)，可調(diào)諧到GPS頻段(中心頻率1575MHz)。本篇筆記提供高增益和低增益以及2.7V和3.0V時(shí)LNA的性能指標(biāo)(供電電流、增益、NF、IIP3，反向隔離以及輸入輸出回波損耗)。在VCC = 2.7V和5.6mA供電電流時(shí)，LNA具有19.2dB增益，1.6dB噪聲系數(shù)以及-5.2dB IIP3。

MAX2653 SiGe低噪聲放大器(LNA)在美國(guó)PCS (1930MHz到1990MHz)和歐洲DCS (1805MHz到1880MHz)接收頻段上對(duì)最低噪聲性能進(jìn)行了內(nèi)部?jī)?yōu)化。這款LNA具有20dB增益控制步進(jìn)，外部可調(diào)整增益和線性(通過(guò)單個(gè)電阻)，可使用2.7V到3.3V電源工作，關(guān)斷電流0.25μA。Maxim并不提供用于GPS頻段且包含了增益步進(jìn)的單獨(dú)LNA，但是重新調(diào)諧MAX2653到GPS頻段可提供優(yōu)異的解決方案。可選的匹配值(表1)使得LNA增益提高了0.5dB, 噪聲系數(shù)改善0.1dB，IIP3改善2dB，所有的指標(biāo)性能都是在相同的供電電流下測(cè)得。

針對(duì)不需要增益步進(jìn)的應(yīng)用，Maxim提供了MAX2654和MAX2655 SiGe GPS LNA。這些LNA提供偏置電流控制(通過(guò)外部電阻)可用于設(shè)置增益和線性值，在關(guān)斷模式下電流0.1μA，內(nèi)部集成了50Ω輸出匹配。

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圖1. 使用新的匹配元件(C2, L1, L3, C4)的MAX2653評(píng)估板，PCB不需要重新印刷。

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圖2. MAX2653評(píng)估板原理圖，使用新的匹配元件，用于1575MHz GPS頻段

Designation	Value	Description
C2	1.3pF	shunt-C (to GND) matching component for LNA input0402 ceramic capacitor Murata GJ61555C1H1R3CB01B
L1	3.9nH	series-L matching component for LNA input0603 printed inductor Toko LL1608-FS series
L3	3.3nH	shunt-L (to VCC) matching component for LNA output0603 printed inductor Toko LL1608-FS series
C4	0.75pF	series-C matching component for LNA output0402 ceramic capacitor Murata GJ61555C1HR75CB01B

在替換評(píng)估板上的匹配元件后，在室溫下重新測(cè)試關(guān)鍵的性能指標(biāo)-表2提供了重新調(diào)諧MAX2653后的測(cè)試結(jié)果。這些值是以評(píng)估板SMA連接器為參考測(cè)量得到的，為獲得輸出匹配電路網(wǎng)絡(luò)輸出處測(cè)量值，假設(shè)每個(gè)輸出和輸入各0.2dB損耗，在這種情況下，電路噪聲系數(shù)約為1.57dB，增益約為19.2dB等。表3提供了各個(gè)頻率上的增益值和噪聲系數(shù)。

Parameter	Symbol	Conditions		Test Result	Unit
Supply Current	ICC	High Gain Mode	VCC = 2.7V	5.61	mA
			VCC = 3.0V	5.62
		Low Gain Mode	VCC = 2.7V	2.23
			VCC = 3.0V	2.24
Gain	G	High Gain Mode	VCC = 2.7V	19.0	mA
			VCC = 3.0V	19.0
		Low Gain Mode	VCC = 2.7V	-2.3
			VCC = 3.0V	-2.2
NF	NF	High Gain Mode	VCC = 2.7V	1.77	dB
			VCC = 3.0V	1.79
		Low Gain Mode	VCC = 2.7V	6.36
			VCC = 3.0V	6.37
Input 3rd-order Intercept	IIP3	High Gain Mode	VCC = 2.7V	-5.2	dBm
			VCC = 3.0V	-4.9
		Low Gain Mode	VCC = 2.7V	+0.2
			VCC = 3.0V	+0.2
Reverse Isolation	\|S12\|	High Gain Mode	VCC = 2.7V	-33.8	dB
			VCC = 3.0V	-33.6
		Low Gain Mode	VCC = 2.7V	-22.2
			VCC = 3.0V	-22.3
Input Return Loss	\|S11\|	High Gain Mode	VCC = 2.7V	-7.7	dB
			VCC = 3.0V	-7.7
		Low Gain Mode	VCC = 2.7V	-10.9
			VCC=3.0V	-11.0
Output Return Loss	\|S22\|	High Gain Mode	VCC = 2.7V	-12.6	dB
			VCC=3.0V	-12.5
		Low Gain Mode	VCC = 2.7V	-8.1
			VCC = 3.0V	-8.2

Frequency	High-Gain				Low-Gain
	VCC = 2.7V		VCC = 3.0V		VCC = 2.7V		VCC = 3.0V
	Gain (dB)	NF (dB)	Gain (dB)	NF (dB)	Gain (dB)	NF (dB)	Gain (dB)	NF (dB)
1400	15.4	1.71	15.3	1.69	-5.4	6.36	-5.5	6.32
1450	18.4	1.74	18.4	1.74	-2.9	7.18	-2.9	7.40
1500	18.6	1.75	18.5	1.77	-2.6	6.45	-2.6	6.59
1550	18.6	1.78	18.6	1.75	-2.9	5.70	-2.7	5.51
1575	19.0	1.77	19.0	1.79	-2.3	6.36	-2.2	6.37
1650	18.7	1.86	18.7	1.82	-2.2	6.67	-2.3	6.66
1700	17.3	1.84	17.4	1.87	-3.5	5.64	-3.5	5.56
1750	16.3	1.88	16.3	1.92	-4.3	6.26	-4.1	6.21

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圖3. MAX2653 GPS性能。高增益(當(dāng)前活動(dòng)曲線)和低增益下(已存儲(chǔ)的曲線)的輸入回波損耗(S11)

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圖4. MAX2653 GPS性能。高增益(當(dāng)前活動(dòng)曲線)和低增益下(已存儲(chǔ)的曲線)的前向增益(S21)

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圖5. MAX2653 GPS性能。高增益(當(dāng)前活動(dòng)曲線)和低增益下(已存儲(chǔ)的曲線)的反向隔離(S12)

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圖6. MAX2653 GPS性能。高增益(當(dāng)前活動(dòng)曲線)和低增益下(已存儲(chǔ)的曲線)的輸出回波損耗(S22)

審核編輯：郭婷

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