在 240MHz 具有 47dBm / 50dBm OIP3 的 RF / IF 放大器 使实现设计方案更容易并保证高性能

由于人们日益渴望通过智能手机、TV、GPS 和 Wi-Fi 传送数据,所以通信基础设施的有限带宽几乎被填满了。为了满足这种渴望,通信设计师定义了各种系统,将越来越多的数据塞进有限的带宽中,不过数据传输速率的提高是有代价的:需要保真度越来越高的发送和接收信号链路。

至于放大器,要忠实地再现信号并不降低原始信号质量,就需要低噪声和高线性度。在信号功率较低时,不想要的噪声必须足够低,以允许想要传输的信号上升到噪声层之上。在信号电平较高时,线性放大器必须防止不想要的谐波和互调分量屏蔽想要传送的信号。LTC6431-15 和 LTC6430-15 就实现了这两个目标。

LTC6431-15 和 LTC6430-15 是两款固定增益放大器,具备非常高的 OIP3 (线性度),有关噪声非常低。LTC6431-15 是单端射频 (RF) / 中频 (IF) 增益构件,可直接驱动 50Ω 负载,而 LTC6430-15 是差分 RF / IF 增益构件,具备更高的功率和更宽的线性带宽。这些增益构件兼具最高性能和易用性,通过在内部处理偏置、阻抗匹配、温度补偿和稳定性问题,消除了设计方案难以实现的问题。

针对低输入信号电平提供低 NF

在低输入信号电平时,噪声限制了通信系统的灵敏度。通信系统的噪声特性由噪声指数 (NF) 来表示,由输入端的“信号噪声功率比”除以输出端的“信号噪声功率比”得出,单位为分贝。放大器的输入端总是存在噪声,而且噪声与想要传输的信号一起放大。NF 表示放大器本身给信号增加了多少不想要的噪声。理想情况下,放大器的 NF 为 0dB,但是任何真实的放大器都会增加噪声,因此人们的目标是,最大限度地减少噪声损害。典型 IF 放大器具备 3dB 至 12dB 噪声指数。LTC6431-15 和 LTC6430-15 在 240MHz 时均展现出 3.3dB NF。

令人印象深刻的 OIP3 有效降低 IM 分量

线性度限制了在频率域隔离想要信号和不想要信号的能力。在输入信号电平较高时,想要的信号上升至远高于噪声层,因此噪声不是什么问题,但是放大器的线性度变得更加重要了。

如图 1 所示,如果将一个单音调注入非线性放大器,那么结果得到的是想要的音调及其谐波。通常情况下,这些谐波信号可以滤除,因为在频率域它们与想要的音调离得足够远。如果将两个音调注入一个非线性放大器,那么结果得到的是,两个想要的音调以及由众多不想要的音调极其复杂地混合在一起,这包括两个音调的谐波、两个输入音调的和与差、以及其他互调分量 (参见图 2)。

图 1:非线性器件输入端的音调在输出端产生谐波

图 1:非线性器件输入端的音调在输出端产生谐波

图 2:非线性器件输入端的两个音调在输出端产生互调分量

图 2:非线性器件输入端的两个音调在输出端产生互调分量

互调 (IM3) 分量 (2f1 – f2 和 2f2 – f1) 是这些不想要音调的一个子集,这个互调分量子集尤其麻烦。IM3 分量可能非常靠近想要信号的频率,从而使得这些分量几乎不可能滤除掉。

放大器线性度特性最常用三阶输出截取点 (OIP3) 来表示,这是一个假想点,在这个点上,IM3 分量的功率与基频信号功率相交。LTC6431-15 展现了非常小的 IM3 分量,因此其 OIP3 非常好。当阻塞 (干扰) 信号或相邻通道靠得非常近时,最大限度降低 IM3 分量尤其重要,因为 IM3 分量的增大速度是想要音调的三倍。在不使想要信号失真的情况下,这限制了放大器能够处理的可接受的输出功率,因此也就限制了输入功率。

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