適合多種應(yīng)用的低功率、高性能有源混頻器具有低功耗和4GHz的工作頻率，使WiMAX系統(tǒng)可以在3.3～3.8GHz的頻率范圍內(nèi)進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換.

    LT5560是一種雙平衡有源混頻器，是采用第二代高頻雙極型工藝制造的，因此具有大帶寬和非常低的功耗。所有信號(hào)端口都可以在從幾乎是DC直到4GHz的頻率范圍內(nèi)工作，為上變頻和下變頻應(yīng)用提供了方便。在恰當(dāng)匹配的情況下，可以低成本、低功耗和高性能地實(shí)現(xiàn)2.5～2.7GHz頻帶的上變頻轉(zhuǎn)換以及到3.3～3.8GHz WiMAX工作頻率的上變頻轉(zhuǎn)換。與轉(zhuǎn)換損耗為幾個(gè)dB且需要高LO驅(qū)動(dòng)電平的大多數(shù)無(wú)源混頻器不同，這種新型有源混頻器不僅提供轉(zhuǎn)換增益，同時(shí)只需要-2dBm的LO信號(hào)功率。該混頻器的內(nèi)核可用單電源工作，適合從2.7～5.3V的不同電壓。使能電路提供快速和簡(jiǎn)單的接通與斷開(kāi)操作，以滿(mǎn)足大多數(shù)TDD的要求。LT5560的典型停機(jī)電流低于1μA，采用3mm×3mm的8引線(xiàn)DFN封裝以及底面接地。

    IN、OUT和LO端口都是差分端口，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)性能。IN和OUT端口必須以差分方式使用，但是LO端口可以用單端信號(hào)驅(qū)動(dòng)，未用的LO引腳通過(guò)一個(gè)電容器連接到地。

    LT5560可適用于上變頻和下變頻轉(zhuǎn)換，圖1所示電路是一個(gè)實(shí)用的上變頻轉(zhuǎn)換應(yīng)用。該電路已經(jīng)為450MHz IF輸入頻率和3.3～3.8GHz的RF輸出頻率進(jìn)行了微調(diào)。LO端口為2.85～3.35GHz的頻率進(jìn)行了微調(diào)。

    在450MHz頻率上，輸入端口(IN+、IN-)的差分阻抗大約為28.6+j4.9Ω。由電路板布局和T1引起的寄生電抗將這個(gè)阻抗變換為大約50Ω+j60Ω。電容器C11提供DC隔離，并通過(guò)消除阻抗的虛部改善了阻抗匹配。變壓器T1具有1:1的阻抗比，為輸入信號(hào)提供單端到差分的轉(zhuǎn)換。

    該混頻器的信號(hào)輸入引腳需要一個(gè)到地的直流通路，這由電阻R1提供。在本應(yīng)用中，0Ω電阻用來(lái)讓LT5560以最大的電源電流工作，以提供最高增益和最佳OIP3性能。增加R1的電阻值可以降低電源電流，但是這樣做的代價(jià)是降低了線(xiàn)性度和轉(zhuǎn)換增益。

    在RF輸出端口，電感器L6用來(lái)消除LT5560的內(nèi)部電容。多層芯片平衡轉(zhuǎn)換器T2為RF輸出信號(hào)提供差分至單端的轉(zhuǎn)換。T2還進(jìn)行一個(gè)2:1阻抗變換。

    為方便起見(jiàn)，LT5560的LO輸入端口可以用單端信號(hào)驅(qū)動(dòng)。就上變頻應(yīng)用而言，推薦將信號(hào)加到LO-輸入端(如圖1所示)，以最大限度地減小泄漏到輸出中的LO信號(hào)。

圖1  3.3～3.8GHz上變頻混頻器應(yīng)用原理圖

    LO引腳由內(nèi)部基準(zhǔn)偏置，而且必須是交流藕合的。電容器C3為L(zhǎng)O-提供所需的直流隔離，而C7用來(lái)改善阻抗匹配。電容器C5在LO+引腳上提供直流隔離，并通過(guò)諧振消除封裝的寄生電感，以建立良好的高頻地。該電容器應(yīng)該放置在靠近LT5560封裝的地方，以獲得最佳性能。

    就本應(yīng)用而言，所測(cè)試端口的回?fù)p如圖2所示。IF端口的回?fù)p表明，在375～550MHz范圍內(nèi)阻抗匹配良好。RF輸出端口在3.25～4GHz多的范圍內(nèi)匹配良好，而LO端口的回?fù)p在2.7～3.4GHz范圍內(nèi)優(yōu)于10dB。

圖2  IF、RF和LO端口回?fù)p

    測(cè)試電路由3V電源供電，測(cè)得的直流電流為13.6mA。該電路的輸入信號(hào)電平為每頻率-20dBm，應(yīng)用的LO功率為  -2dBm。轉(zhuǎn)換增益、OIP3和SSB噪聲指數(shù)與LO輸入功率的變化如圖3所示。

圖3  轉(zhuǎn)換增益、OIP3和SSB噪聲指數(shù)與LO輸入功率的變化

    在圖3中，轉(zhuǎn)換增益、OIP3和SSB噪聲指數(shù)是RF輸出頻率的函數(shù)。在這個(gè)頻帶內(nèi)，轉(zhuǎn)換增益在大約0.2～0.6dB的范圍內(nèi)變化，而SSB噪聲指數(shù)的變化范圍為11.5～12.1dB。OIP3從3.3GHz上的12.6dBm逐步降低到3.8GHz上的11.3dBm。

圖4  轉(zhuǎn)換增益、OIP3和SSB噪聲指數(shù)與LO輸入功率的變化

 
    在圖4中，3.6GHz頻率上的轉(zhuǎn)換增益、OIP3和SSB噪聲指數(shù)是LO輸入功率的函數(shù)。LO輸入功率的理想范圍為 -4～+1dBm，不過(guò)噪聲指數(shù)在這個(gè)范圍的較高端比較好。增益(TA=25℃時(shí))是正的，并在LO功率超過(guò)-4dBm時(shí)，隨著LO功率的提高而逐步提高。這個(gè)理想工作范圍較高端的性能由OIP3決定，OIP3在超過(guò)+1dBm后開(kāi)始下降。

    所測(cè)得的結(jié)果顯示，在3.3～3.8GHz頻率范圍內(nèi)，LT5560可組成性能優(yōu)異的上變頻混頻器。