概述
LTC5541 隸屬于一個覆蓋 700MHz 至 4GHz 頻率范圍的高動態范圍無源下變頻混頻器系列。LTC5541專為 1.3GHz 至 2.3GHz RF 應用而優化。LO 頻率必須位于 1.4GHz 至 2.0GHz 的范圍之內，以獲得較佳性能。該器件的典型應用是具有一個 1.7GHz 至 2.2GHz RF 輸入和低端 LO 的 LTE 或 W-CDMA 接收器。

LTC5541 專為 3.3V 工作電壓而設計，然而；IF 放大器可由 5V 電壓來供電，旨在實現高的 P1dB。一個執行快速開關操作的集成 SPDT LO 開關可接受兩個有源 LO 信號，同時提供高隔離度。

LTC5541 的高轉換增益和高動態范圍允許在高選擇性接收器設計中使用規格較寬松的 IF 濾波器，并較大限度地縮減了總體解決方案成本、板級空間和系統級偏差。
數據表：*附件：LTC5541 1.3GHz 至 2.3GHz、高動態范圍、下變頻混頻器技術手冊.pdf

特性

• 轉換增益：7.8dB (在 1950MHz)
• IIP3：26.4dBm (在 1950MHz)
• 噪聲指數：9.6dB (在 1950MHz)
• 可針對 13dBm 輸入 P1dB 進行配置
• 3.3V 電源，630mW 功耗
• 停機引腳
• 50Ω 單端 RF 和 LO 輸入
• LO 輸入 50Ω 匹配 (停機時)
• 高隔離度 LO 開關
• 0dBm LO 驅動電平
• 高 LO-RF 和 LO-IF 隔離度
• 小的解決方案外形尺寸
• 20 引腳 (5mm x 5mm) QFN 封裝

應用

• 無線基礎設施接收機 (LTE、W-CDMA、TD-SCDMA、UMTS、GSM1800)
• 高動態范圍下變頻混頻器應用

典型應用

引腳配置描述

引腳功能

• NC（引腳1） ：此引腳內部未連接。可將其懸空，或連接到地或Vcc 。
• RF（引腳2） ：射頻信號單端輸入引腳。該引腳內部連接到射頻輸入變壓器初級側，其初級側對地直流電阻低。需使用串聯隔直電容，避免直流電壓損壞集成變壓器。只要所選本振輸入由1.4GHz至2GHz、0dBm±6dBm信號源驅動，射頻輸入可實現阻抗匹配。
• CT（引腳3） ：射頻變壓器次級中心抽頭引腳。該引腳可能需接地旁路電容，詳見“應用信息”部分。此引腳內部產生偏置電壓1.2V ，必須與地和Vcc直流隔離。
• GND（引腳4、10、12、13、17，外露焊盤引腳21） ：接地引腳。這些引腳須焊接到電路板射頻接地層。封裝外露焊盤金屬層可提供接地電氣連接及良好散熱。
• SHDN（引腳5） ：關斷引腳。當輸入電壓小于0.3V時，通過引腳6、8、14、18和19供電的內部電路啟用。當輸入電壓大于3V時，所有電路禁用。典型輸入電流小于10μA。該引腳不能懸空。
• Vcc2（引腳6）和Vcc1（引腳8） ：本振緩沖器和偏置電路電源引腳。兩引腳內部相連，須外接穩壓3.3V電源，并在引腳附近接旁路電容。典型電流消耗92mA。
• LOBIAS（引腳7） ：該引腳可用于調整本振緩沖器電流。典型直流電壓2.2V。
• LOSEL（引腳9） ：LO1/LO2選擇引腳。輸入電壓小于0.3V時，選擇LO1端口；輸入電壓大于3V時，選擇LO2端口。對于LOSEL = 3.3V ，典型輸入電流11μA。該引腳不能懸空。
• LO1（引腳11）和LO2（引腳15） ：本振單端輸入引腳。內部偏置為0V，需外接隔直電容。即使芯片禁用（SHDN = 高電平） ，兩輸入內部均匹配到50Ω。
• Vcc3（引腳14） ：本振開關電源引腳。須連接穩壓3.3V電源，并通過引腳附近電容接地旁路。典型直流電流消耗小于100μA。
• IFGND（引腳16） ：中頻放大器直流接地返回引腳。須接地以構成中頻放大器直流電流通路。典型直流電流100mA。
• IF?（引腳18）和IF?（引腳19） ：集電極開路差分中頻輸出引腳。須通過阻抗匹配電感或變壓器中心抽頭連接到直流電源。每個引腳典型直流電流消耗50mA。
• IFBIAS（引腳20） ：該引腳可用于調整中頻放大器電流。典型直流電壓2.1V。

框圖

應用信息

簡介

LTC5541由一個高線性度無源雙平衡混頻器核心、中頻緩沖放大器、高速單刀雙擲（SPDT）本振開關、本振緩沖放大器以及偏置/關斷電路組成。有關每個引腳功能的描述，請參見“框圖”部分。射頻（RF）和本振（LO）輸入為單端輸入，中頻輸出為差分輸出。可采用低側或高側本振注入。如圖1所示的評估電路，利用了一個帶通中頻輸出匹配電路和一個中頻變壓器，以實現50Ω單端中頻輸出。評估板布局如圖2所示。

RF輸入

如圖3所示，混頻器的RF輸入連接到集成變壓器的初級繞組。通過連接一個串聯電容C1，可實現50Ω匹配。如果射頻信號源存在直流電壓，也需要C1進行隔直，因為RF變壓器的初級側在內部直流接地，初級側的直流電阻約為3.6Ω。

RF變壓器的次級繞組內部連接到無源混頻器。變壓器次級繞組的中心抽頭連接到引腳3（CT），用于連接旁路電容C2。C2的值可用于優化所選本振注入的性能。使用時，C2應放置在距離引腳3 2mm范圍內，以實現正確的高頻去耦。CT引腳上的標稱直流電壓為1.2V。

為了實現RF輸入的匹配，必須驅動所選的LO輸入。通過C1 = 2.2pF實現寬帶輸入匹配。圖4展示了在LO頻率為1.4GHz、1.75GHz和2GHz時測得的輸入回波損耗，這些LO頻率分別對應LO范圍的低頻段、中頻段和高頻段。如圖4所示，RF輸入阻抗在一定程度上與LO頻率相關，盡管單個C1值足以覆蓋1.3GHz至2.3GHz的射頻頻段。

RF輸入阻抗和輸入反射系數隨RF頻率的變化情況列于表1中。此數據的參考平面為IC的引腳2，無外部匹配，且LO驅動頻率為1.75GHz。

LO輸入

如圖5所示，混頻器的LO輸入電路由一個集成SPDT開關、一個巴倫變壓器和一個兩級高速限幅差分放大器組成，用于驅動混頻器核心。LTC5541的LO放大器針對1.4GHz至2.0GHz的LO頻率范圍進行了優化。使用該頻率范圍之外的LO頻率可能會導致性能下降。

LO開關設計用于實現高隔離度和快速（<50ns）切換，這允許在頻率捷變應用中使用兩個有源合成器。如果僅使用一個合成器，則未使用的LO輸入可以接地。LO開關由Vcc3（引腳14）供電，并由LOSEL邏輯輸入（引腳9）控制。即使芯片處于關斷狀態，LO1和LO2輸入始終連接到芯片上的Vcc。所選LO輸入的直流電阻約為23Ω，未選輸入約為50Ω。LO開關的邏輯表如表2所示。測得的LO輸入回波損耗如圖6所示。


LO放大器由Vcc1和Vcc2（引腳8和引腳6）供電。當芯片啟用（SHDN = 低電平）時，內部偏置電路提供穩定的4mA參考電流至放大器的偏置輸入，這會使放大器汲取約80mA的直流電流。此4mA參考電流也連接到LOBIAS（引腳7），以便在特殊應用中修改放大器的直流偏置電流。推薦的應用電路不需要LO放大器偏置修改，因此該引腳應保持開路。