高 IP3 MHz 至 MHz 双平衡无源混频器 IF 放大器和宽带 LO 放大器 ADL 产品特性 RF 频率范围 : MHz 至 MHz( 连续 ) LO 频率范围 : MHz 至 MHz, 高端或低端注入 IF 频率范围 :3 MHz 至 MHz 功率转换增益 :. db ( MHz) 单边带 (SSB) 噪声系数 :. db ( MHz) 输入 IP3:. dbm ( MHz) 输入 PdB:. dbm ( MHz) LO 驱动 : dbm( 典型值 ) 单端 Ω RF 端口单端或平衡 LO 输入端口单电源供电 :3. V 至. V 串行端口接口控制所有功能 mm mm 3 引脚裸露焊盘 LFCSP 封装 应用多频段 / 多标准蜂窝基站接收机宽带无线电链路分集下变频器多模式蜂窝中继器和宽带接收机 RFCT RFIN 3 VPIF VLO IFGM 3 3 BIAS GEN VLO3 功能框图 IFOP IFON IFGD ADL SERIAL PORT INTERFACE VLO VLO 3 3 图. 3 LOIP LOIN LE DATA CLK - 概述 ADL 利用革命性的新型宽带方波限幅本振 (LO) 放大器来实现前所未有的 MHz 至 MHz 射频 (RF) 带宽 与传统的窄带正弦波 LO 放大器解决方案不同, 这款解决方案允许将高于或低于 RF 输入的 LO 应用于极宽的带宽 由于不需要储能元件, 因此直流功耗也随着 LO 频率降低而降低 ADL 利用高线性度的双重平衡无源混频器内核以及集成式 RF 和 LO 平衡电路实现单端操作 它内置可编程 RF 巴伦, 能够在 MHz 至 MHz RF 输入频率范围内实现最佳性能 平衡无源混频器配置能够在整个 RF 带宽内提供出色的 LO 至 RF 和 LO 至 IF 泄漏 出色的 RF 至 IF 隔离以及出色的交调性能 平衡混频器内核还能提供极高的输入线性度, 使该器件能用在要求苛刻的宽带应用中 对于这些应用, 如果输入线性度不高, 带内阻塞信号可能会导致动态范围降低 阻塞噪声系数性能与窄带无源混频器设计相当 高线性度中频缓冲放大器紧跟在无源混频器内核之后, 可提供. db 的典型功率转换增益, 并且可以与各种输出阻抗一起使用 对于低电压应用,ADL 能够以低至 3. V 的电压工作, 且电流大幅降低 另外还提供两个逻辑位, 用来在需要时关断 (<. ma) 电路 ADL 的所有功能都通过一个 3 线串行端口接口进行控制, 由此可实现最佳性能, 所需外部元件最少 ADL 采用 BiCMOS 高性能 IC 工艺制造, 提供 3 引脚 mm mm LFCSP 封装, 工作温度范围为 C 至 + C, 同时提供评估板 Rev. Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties that may result from its use. Specifications subject to change without notice. No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. One Technology Way, P.O. Box, Norwood, MA -, U.S.A. Tel:.3. www.analog.com Fax:..33 Analog Devices, Inc. All rights reserved. ADI 中文版数据手册是英文版数据手册的译文, 敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误,ADI 不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责 如需确认任何词语的准确性, 请参考 ADI 提供的最新英文版数据手册
ADL 目录 特性... 应用... 功能框图... 概述... 修订历史... 规格...3 时序特性... 绝对最大额定值... ESD 警告... 引脚配置和功能描述... 典型性能参数... 3. V 性能... 杂散性能... 电路描述... RF 子系统... LO 子系统... 应用信息... 基本连接... IF 端口... 偏置电阻选择... VGS 编程... 低通滤波器编程...3 RF 巴伦编程...3 寄存器结构... 评估板... 外形尺寸... 订购指南... 修订历史 年 月 修订版 : 初始版 Rev. Page of
技术规格 除非另有说明,V S = V,T A = C,f RF = MHz,f LO = MHz,RF power = dbm,lo power = dbm, R = Ω,Z O = Ω, 最佳 SPI 设置 ADL 表. 参数 测试条件 / 注释 最小值 典型值 最大值 单位 RF 输入接口回损 通过串行端口可调至大于 db 宽带 db 输入阻抗 Ω RF 频率范围 MHz 输出接口输出阻抗 差分阻抗,f = MHz. Ω pf IF 频率范围 3 MHz 直流偏置电压 外部产生 VS V LO 接口 LO 功率 + dbm 回损 3 db 输入阻抗 Ω LO 频率范围 低端或高端 LO MHz 动态性能功率转换增益 包括 : IF 端口变压器和 PCB 损耗. db 电压转换增益 Z SOURCE = Ω 差分,ZLOAD = Ω 差分 3. db SSB 噪声系数. db 阻塞下的 SSB 噪声系数 dbm 阻塞, 所需 RF 输入为 ± MHz,LO 源过滤. db 输入三阶交调截点 f RF = MHz,f RF = MHz,. dbm f LO = MHz, 各 RF 信号音为 dbm 输入二阶交调截点 f RF = MHz,f RF = MHz, dbm f LO = MHz, 各 RF 信号音为 dbm 输入 db 压缩点. dbm LO 至 IF 输出泄漏 无滤波的 IF 输出 dbm LO 至 RF 输入泄漏 dbm RF 至 IF 输出隔离 db IF/ 杂散 dbm 输入功率 3 dbc IF/3 杂散 dbm 输入功率 dbc 电源接口 电源电压 (V S ) 3.. V 静态电流 电阻可编程 IF 电流 ma 关断电流. ma 电源电压必须从外部电路通过扼流圈电感提供 Rev. Page 3 of
ADL 时序特性 低逻辑电平 :. V; 高逻辑电平 :. V 表. 串行接口时序参数 限值 单位 测试条件 / 注释 t ns( 最小值 ) LE 建立时间 t ns( 最小值 ) DATA 到 CLK 建立时间 t3 ns( 最小值 ) DATA 到 CLK 保持时间 t ns( 最小值 ) CLK 高电平持续时间 t ns( 最小值 ) CLK 低电平持续时间 t ns( 最小值 ) CLK 到 LE 建立时间 t ns( 最小值 ) LE 脉冲宽度 时序图 CLK t t t t 3 DATA DB3 (MSB) DB DB (CONTROL BIT C3) DB (CONTROL BIT C) DB (LSB) (CONTROL BIT C) t t t LE - 图. 时序图 Rev. Page of
ADL 绝对最大额定值 表 3. 参数 额定值 电源电压 V POS. V CLK, DATA, LE. V IF 输出偏置. V RF 输入功率 dbm LO 输入功率 3 dbm 内部功耗. W θ JA ( 裸露焊盘焊接到下方 ) C/W 最高结温 C 工作温度范围 C 至 + C 存储温度范围 C 至 + C 注意, 超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损坏 这只是额定最值, 并不能以这些条件或者在任何其它超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下, 推断器件能否正常工作 长期在绝对最大额定值条件下工作会影响器件的可靠性 ESD 警告 ESD( 静电放电 ) 敏感器件 带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放电 尽管本产品具有专利或专有保护电路, 但在遇到高能量 ESD 时, 器件可能会损坏 因此, 应当采取适当的 ESD 防范措施, 以避免器件性能下降或功能丧失 Rev. Page of
ADL 引脚配置和功能描述 VPIF IFGM IFOP IFON IFGD RFCT 3 RFIN 3 LOIP LOIN LE DATA CLK 3 3 3 3 ADL TOP VIEW (Not to Scale) VLO VLO3 VLO VLO NOTES. = NO CONNECT. CAN BE GROUNDED.. EXPOSED PAD MUST BE CONNECTED TO GROUND. 图 3. 引脚配置 -3 表. 引脚功能描述引脚编号 引脚名称 描述, 3, 至, 至,, 3 不连接 可接地 RFCT RF 巴伦中心抽头 ( 交流接地 ) RFIN RF 输入 应交流耦合,, 3, VLO, VLO3, VLO, VLO LO 放大器的正电源电压,,,, 地,, CLK, DATA, LE 串行端口接口控制 LOIN LO 输入的接地回路 LOIP LO 输入 应交流耦合 IFGD IF 放大器的电源回路 必须接地, IFOP, IFON IF 差分开集输出 应使用外部电感上拉至 V CC 3 IFGM IF 放大器偏置控制 3 VPIF IF 放大器的电源电压 EPAD 裸露焊盘必须接地 Rev. Page of
典型性能参数 V S = V T A = C f RF = MHz f LO = MHz RF power = dbm LO power = dbm R = Ω Z O = Ω SPI ADL T A = C T A = + C T A = C T A = + C SUPPLY CURRENT (ma) INPUT IP (dbm) 3 3 3 3 RF FREQUEY (MHz) - 3 3 RF FREQUEY (MHz) - 图. 电源电流与 RF 频率的关系 图. 输入 IP 与 RF 频率的关系 T A = C T A = + C T A = C T A = + C CONVERSION GAIN (db) INPUT PdB (dbm) 3 3 3 RF FREQUEY (MHz) 图. 功率转换增益与 RF 频率的关系 - 3 3 RF FREQUEY (MHz) 图. 输入 PdB 与 RF 频率的关系 - T A = C T A = + C T A = C T A = + C INPUT IP3 (dbm) 3 3 NOISE FIGURE (db) 3 3 3 RF FREQUEY (MHz) 图. 输入 IP3 与 RF 频率的关系 - 3 3 RF FREQUEY (MHz) 图. SSB 噪声系数与 RF 频率的关系 - Rev. Page of
ADL 3 RF = MHz V POS =.V V POS =.V V POS =.V RF = MHz V POS =.V V POS =.V V POS =.V SUPPLY CURRENT (ma) INPUT IP (dbm) 3 3 3 3 TEMPERATURE ( C) 图. 电源电流与温度的关系 - 3 3 3 TEMPERATURE ( C) 图 3. 输入 IP 与温度的关系 -3.. RF = MHz V POS =.V V POS =.V V POS =.V RF = MHz V POS =.V V POS =.V V POS =.V CONVERSION GAIN (db)....... INPUT PdB (dbm).. 3 3 TEMPERATURE ( C) - 3 3 TEMPERATURE ( C) - 图. 功率转换增益与温度的关系 图. 输入 PdB 与温度的关系 3 33 3 RF = MHz V POS =.V V POS =.V V POS =.V RF = MHz V POS =.V V POS =.V V POS =.V INPUT IP3 (dbm) 3 SSB NOISE FIGURE (db) 3 3 3 TEMPERATURE ( C) - 3 3 TEMPERATURE ( C) - 图. 输入 IP3 与温度的关系 图. SSB 噪声系数与温度的关系 Rev. Page of
ADL T A = C RF = MHz RF = MHz RF = MHz T A = C SUPPLY CURRENT (ma) INPUT IP (dbm) 3 3 3 3 33 3 3 IF FREQUEY (MHz) - RF = MHz RF = MHz RF = MHz 3 3 3 33 3 3 IF FREQUEY (MHz) - 图. 电源电流与 IF 频率的关系 图. 输入 IP 与 IF 频率的关系 T A = C RF = MHz RF = MHz RF = MHz T A = C RF = MHz RF = MHz RF = MHz CONVERSION GAIN (db) INPUT PdB (dbm) 3 3 3 33 3 3 IF FREQUEY (MHz) 图. 功率转换增益与 IF 频率的关系 - 3 3 3 33 3 3 IF FREQUEY (MHz) 图. 输入 PdB 与 IF 频率的关系 - 3 3 T A = C RF = MHz RF = MHz RF = MHz T A = C RF = MHz RF = MHz RF = MHz INPUT IP3 (dbm) SSB NOISE FIGURE (db) 3 3 3 3 33 3 3 IF FREQUEY (MHz) - 3 3 3 33 3 3 IF FREQUEY (MHz) - 图. 输入 IP3 与 IF 频率的关系 图. SSB 噪声系数与 IF 频率的关系 Rev. Page of
ADL T A = C RF = MHz RF = MHz RF = MHz T A = C RF = MHz RF = MHz RF = MHz CONVERSION GAIN (db) INPUT PdB (dbm) 3 LO POWER (dbm) 图. 功率转换增益与 LO 功率的关系 - LO POWER (dbm) 图. 输入 PdB 与 LO 功率的关系 - 3 33 T A = C RF = MHz RF = MHz RF = MHz T A = C T A = + C 3 INPUT IP3 (dbm) 3 IF/ SPURIOUS (dbc) LO POWER (dbm) 图 3. 输入 IP3 与 LO 功率的关系 -3 3 3 RF FREQUEY (MHz) 图. IF/ 杂散与 RF 频率的关系,RF 功率 = dbm - T A = C T A = C T A = + C INPUT IP (dbm) 3 IF/3 SPURIOUS (dbc) RF = MHz RF = MHz RF = MHz LO POWER (dbm) 图. 输入 IP 与 LO 功率的关系 - 3 3 RF FREQUEY (MHz) 图. IF/3 杂散与 RF 频率的关系,RF 功率 = dbm - Rev. Page of
ADL MEAN:. SD:.% T A = C RF = MHz RF = MHz RF = MHz PERCENTAGE (%) RESISTAE (Ω) 3 CAPACITAE (pf)..3... CONVERSION GAIN (db) 图. 转换增益分布 - 3 3 3 33 3 3 IF FREQUEY (MHz) 图 3. IF 输出阻抗 (R-C 并联等效值 ) -3 MEAN:. SD:.3% PERCENTAGE (%) RF PORT RETURN LOSS (db) 3 3 3.... 3. INPUT IP3 (dbm) 图. 输入 IP3 分布 - 3 3 RF FREQUEY (MHz) 图 3. RF 端口回损, 固定 IF 与 RF 频率的关系 -3 MEAN:. SD:.3% 3 T A = C PERCENTAGE (%) LO RETURN LOSS (db)..... INPUT PdB (dbm) 图 3. 输入 PdB 分布 -3 3 3 LO FREQUEY (MHz) 图 33. LO 回损 -33 Rev. Page of
ADL T A = C T A = + C LO-TO-IF LO-TO-RF T A = C RF-TO-IF ISOLATION (db) 3 XLO LEAKAGE (dbm) 3 3 3 RF FREQUEY (MHz) 图 3. RF 至 IF 隔离与 RF 频率的关系 -3 3 3 LO FREQUEY (MHz) 图 3. XLO 泄露与 LO 频率的关系 -3 T A = C T A = + C 3LO-TO-IF 3LO-TO-RF T A = C LO-TO-IF LEAKAGE (dbm) 3 3XLO LEAKAGE (dbm) 3 3 3 LO FREQUEY (MHz) 图 3. LO 至 IF 泄露与 LO 频率的关系 -3 3 3 LO FREQUEY (MHz) 图 3. 3XLO 泄露与 LO 频率的关系 -3 T A = C T A = + C 3 LO-TO-RF LEAKAGE (dbm) 3 CONVERSION GAIN (db) NOISE FIGURE GAIN 3 SSB NOISE FIGURE (db) 3 3 LO FREQUEY (MHz) 图 3. LO 至 RF 泄漏与 LO 频率的关系 -3 VGS = VGS = VGS = VGS = VGS = VGS = 3 VGS = VGS = 3 3 RF FREQUEY (MHz) 图 3. 功率转换增益和 SSB 噪声系数与 RF 频率的关系 (RF 频率用于所有 VGS 设置 ) -3 Rev. Page of
ADL 3 3 VGS = VGS = INPUT IP3 VGS = VGS = 3 VGS = VGS = VGS = VGS = T A = C RF = MHz RF = MHz RF = MHz INPUT IP3 (dbm) INPUT PdB (dbm) SUPPLY CURRENT (ma) INPUT PdB 3 3 RF FREQUEY (MHz) 图. 输入 IP3 和输入 PdB 与 RF 频率的关系 ( 所有 VGS 设置 ) - 3 IF BIAS RESISTOR VALUE (Ω) 图. 电源电流与 IF 偏置电阻值的关系 - SSB NOISE FIGURE (db) 3 3 RF = MHz RF = MHz RF = MHz 3 BLOCKER POWER (dbm) 图. SSB 噪声系数与 MHz 偏移阻塞电平的关系 - CONVERSION GAIN AND SSB NOISE FIGURE (db) T A = C INPUT IP3 NOISE FIGURE GAIN 3 IF BIAS RESISTOR VALUE (Ω) RF = MHz RF = MHz RF = MHz 图 3. 功率转换增益 SSB 噪声系数和输入 IP3 与 IF 偏置电阻值的关系 3 INPUT IP3 (dbm) -3 Rev. Page 3 of
ADL CONVERSION GAIN (db) RFB = RFB = RFB = RFB = 3 RFB = RFB = RFB = RFB = INPUT PdB (dbm) 3 RFB = RFB = RFB = RFB = 3 RFB = RFB = RFB = RFB = 3 3 3 RF FREQUEY (MHz) 图. 转换增益与 RF 频率的关系 (RF 频率用于所有 RFB 设置 ) - 3 3 RF FREQUEY (MHz) 图. 输入 PdB 与 RF 频率的关系 (RF 频率用于所有 RFB 设置 ) - INPUT IP3 (dbm) 3 3 3 3 RFB = RFB = RFB = RFB = 3 RFB = RFB = RFB = RFB = 3 3 RF FREQUEY (MHz) 图. 输入 IP3 与 RF 频率的关系 (RF 频率用于所有 RFB 设置 ) - SSB NOISE FIGURE (db) 3 RFB = RFB = RFB = RFB = 3 RFB = RFB = RFB = RFB = 3 3 RF FREQUEY (MHz) 图. SSB 噪声系数与 RF 频率的关系 (RF 频率用于所有 RFB 设置 ) - Rev. Page of
ADL LPF = LPF = LPF = LPF = 3 RFB LPF = LPF = LPF = LPF = 3 CONVERSION GAIN (db) RFB INPUT PdB (dbm) 3 RFB RFB 3 3 RF FREQUEY (MHz) 图. 转换增益与 RF 频率的关系 (RF 频率用于所有 RFB 和 RFB 处的 LPF 设置 ) - 3 3 RF FREQUEY (MHz) 图. 输入 PdB 与 RF 频率的关系 (RF 频率用于所有 RFB 和 RFB 处的 LPF 设置 ) - INPUT IP3 (dbm) 3 33 3 3 LPF = LPF = LPF = LPF = 3 3 3 RF FREQUEY (MHz) RFB 图. 输入 IP3 与 RF 频率的关系 (RF 频率用于所有 RFB 和 RFB 处的 LPF 设置 ) RFB - SSB NOISE FIGURE (db) LPF = LPF = LPF = LPF = 3 RFB RFB 3 3 RF FREQUEY (MHz) 图. SSB 噪声系数与 RF 频率的关系 (RF 频率用于所有 RFB 和 RFB 处的 LPF 设置 ) - Rev. Page of
ADL 3. V 性能 除非另有说明,V S = 3. V,T A = C,f RF = MHz,f LO = MHz,RF power = dbm,lo power = dbm, R = Ω,Z O = Ω, 最佳 SPI 设置 T A = C T A = + C T A = C T A = + C SUPPLY CURRENT (ma) 3 INPUT IP (dbm) 3 3 3 RF FREQUEY (MHz) 图. 电源电流与 3. V 时 RF 频率的关系 - 3 3 RF FREQUEY (MHz) 图. 输入 IP 与 3. V 时 RF 频率的关系 - T A = C T A = + C T A = C T A = + C CONVERSION GAIN (db) INPUT PdB (dbm) 3 3 3 RF FREQUEY (MHz) 图 3. 功率转换增益与 3. V 时 RF 频率的关系 -3 3 3 RF FREQUEY (MHz) 图. 输入 PdB 与 3. V 时 RF 频率的关系 - 3 3 T A = C T A = + C T A = C T A = + C INPUT IP3 (dbm) SSB NOISE FIGURE (db) 3 3 3 RF FREQUEY (MHz) 图. 输入 IP3 与 3. V 时 RF 频率的关系 - 3 3 RF FREQUEY (MHz) 图. SSB 噪声系数与 3. V 时 RF 频率的关系 - Rev. Page of
ADL 杂散性能 (N f RF ) (M f LO ) 杂散测量使用标准评估板进行 混频器杂散产物通过 IF 输出功率水平进行测量, 用 dbc 表示 数据测量仅针对 GHz 以下的频率 测量系统的典型噪底为 dbm V 性能除非另有说明,V S = V,T A = C,RF power = dbm,lo power = dbm,r = Ω,Z O = Ω, 最佳 SPI 设置 表. RF = MHz,LO = MHz N 3 3. 3.....3.. 3.. 3... 3........ 3...3 3.. 3.. < < 3.. <. <.3 < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < 3 < < < < < < < < < < < < < < < < < < M 表. RF = MHz,LO = MHz M 3 3 3. 3.. 33....3......3 < 3 < < <.. < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < N < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < 3 < < < < < < < < < Rev. Page of
ADL 表. RF = MHz,LO = MHz N 3 3.. 3.. 3.......3 3 < <. < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < 3 < < < < < < < < < M 3. V 性能除非另有说明,V S = 3. V,T A = C,RF power = dbm,lo power = dbm,r = Ω,Z O = Ω, 最佳 SPI 设置 表. RF = MHz,LO = MHz N M 3 3. 3.. 3....... 3.3.... 3. 3....... 3..3.... < 3.. < 3... <.3 < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < 3 < < < < < < < < < < < < < < < < < < Rev. Page of
ADL 表. RF =, MHz,LO =, MHz N 3 3. 3.. 33... 3....... < 3 < < <.. < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < 3 < < < < < < < < < M 表. RF = MHz,LO = MHz M 3 3 3.. 3.. 3....... 3 < < 3. < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < N < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < 3 < < < < < < < < < Rev. Page of
ADL 电路描述 ADL 主要由两部分元器件组成 :RF 子系统和 LO 子系统 设计 运算和封装技术的结合可让这些子系统的功能集成在单芯片中, 并使用成熟的封装和互连技术让高性能设备具有卓越的电气 机械和散热特性 宽带频率响应和灵活的频率编程简化了接收器的设计, 节省电路板空间, 并降低对外部元器件的依赖 RF 子系统由集成式可调低损耗 RF 巴伦 双平衡式无源 MOSFET 混频器 可调和频网络以及 IF 放大器组成 LO 子系统由多级限幅 LO 放大器组成 LO 子系统的目的是提供较大的固定幅度 平衡的信号, 以驱动不受 LO 输入电平影响的混频器 器件的功能框图见图 RFCT RFIN 3 VPIF VLO IFGM 3 3 BIAS GEN VLO3 IFOP IFON IFGD ADL SERIAL PORT INTERFACE VLO VLO 3 3 LOIP LOIN LE DATA CLK 3 图. 功能框图 RF 子系统利用可调 低损耗 非平衡至平衡 ( 巴伦 ) 变压器, 可将单端 Ω RF 输入经内部转变为平衡信号 该变压器由一个损耗极低的金属堆栈实现, 具有出色的平衡和针对 RF 端口的直流隔离 虽然端口可连接直流电源, 建议使用一个隔直电容以避免过量的直流电流通过该器件 RF 巴伦可轻松支持范围为 MHz 至 MHz 的 RF 输入频率 该巴伦可在频率范围内通过 SPI 控制开关电容网络调节, 电容网络位于 RF 巴伦的输入和输出端 - 输出平衡 RF 信号施加在无源混频器上, 可根据 LO 子系统的输出对 RF 输入进行整流 无源混频器大致是一个平衡 低损耗开关, 对频率转换的噪声影响极低 来自混频器唯一的噪声源是开关的阻性损耗, 数值约为几欧姆 由于混频器本身具有宽带和双向特性, 有必要正确中断混频器运行中产生的所有空闲 (M N 产物 ) 频率 由于高峰值信号电平可能损害系统压缩和交调性能, 中断混频器可避免产生不需要的交调产物, 并降低 IF 放大器输入端无用的信号电平 通过在 IF 放大器和混频器之间 以及 IF 放大器的反馈器件中添加一个可编程低通滤波器网络, 便可实现这种中断 IF 放大器采用平衡反馈设计, 可同时提供达到整体性能所需的增益 噪声系数和输入阻抗 IF 放大器的平衡开集输出结合经放大器内部反馈修改后的阻抗, 支持将输出直接连接到高阻抗滤波器 差分放大器或模数转换器 (ADC) 输入, 并提供出色的二阶交调抑制 IF 放大器的差分输出阻抗约为 Ω 若需工作在 Ω 系统中, 则输出可通过 : 变压器或 LC 阻抗匹配网络转换至 Ω 该设计的交调性能通常受限于 IF 放大器 可通过调节混频器和 IF 放大器之间的低通滤波器优化 IP3 性能 使用外部电阻调节 IF 电流便可进一步优化 图 和图 3 表示 V 电源供电时,IF 电阻对性能影响的多样化 此外, 可通过提高 IF 电阻降低直流电流 IF 放大器的直流电源电压最低可允许降至 3.3 V, 以便进一步降低器件的功耗 ( 注意降低这些电阻值不会获得性能的提升, 并可能增加直流功耗 ) 由于混频器是双向的,RF 和 IF 端口与 SPI 相连, 用户可通过 SPI 进行调节以获得更优的增益 噪声系数 IP3 和阻抗匹配 该功能支持器件以高性能工作, 并完全通过 SPI 控制 此外, 设置无源混频器上的最佳栅极电压便可优化混频器的性能, 这项操作同样通过 SPI 控制, 以便让器件达到最优性能 有关如何调节, 请参见 应用信息 部分 Rev. Page of
ADL LO 子系统 LO 放大器设计为可向混频器提供大信号电平以获得优化的交调和压缩性能 LO 放大器可在宽范围 LO 输入频率下提供非常高的性能 开关无源混频器的理想波形是以 LO 频率为波形的方波, 混频器在此波形下将以尽可能快的速度切换离开阻性区域 ( 开启到关闭, 以及关闭到开启 ) 虽然总能产生这样的方波, 但以高频产生大幅度的方波所需的直流电量让这种混频器的创建变得不切实际 ADL 内的新颖电路可在高达 MHz 的频率下用直流产生近似方波输出, 与窄带无源混频器产生的波形几乎一致 LO 放大器的输入级具有共模抑制, 支持单端或平衡驱动 LO 输入 对于单端输入,LOIP 或 LOIN 均可接地 需要对 LO 输入隔直, 以避免意外施加大直流电压导致的器件损坏 此外,LO 输入经过内部隔直 由于 LO 放大器本身具有宽带特性, 高端或低端 LO 均可驱动 ADL 只需将最优 RF 巴伦和 LPF 输入设置为 SPI LO 放大器内部将可变电平 单输入或平衡输入信号 (- dbm 至 + dbm) 转换为硬电压限幅平衡信号以驱动混频器 它在 dbm 输入电平下可获得良好的性能 ; 然而, 电路在更低的 LO 输入功率水平下可继续工作 在不降低系统本底噪声性能的情况下, 若要获得高截点无源混频器, 则放大器的性能极为关键 在干扰严重的环境下, 这种需求至关重要, 如蜂窝通信基础设施 阻塞干扰会限制混频器性能 动态范围阻塞得益于较高的 LO 驱动电平, 高驱动电平可更有力地推动 LO 放大器级进入压缩状态, 让它们的开关动作也更有力, 并限制链路的小信号增益 这些情况都有利于阻塞时的低噪声系数 对于 LO 输入功率水平大于 dbm 而言, 可改进数分贝的阻塞 NF LO 放大器拓扑本身可根据 LO 工作电压和 LO 工作频率降低直流电流 LO 电源电压最低允许降至 3. V, 此时可大幅降低直流电流 混频器的动态范围随 LO 电源电压的变化而改变 无需外部偏置电阻来优化 LO 放大器 此外,ADL 提供省电模式, 可在器件采用任何电源电压时使用 所有 SPI 输入均设计为兼容任何逻辑产品 只要它们提供小于. V 的逻辑 输入电平和超过. V 的逻辑 输入电平 所有引脚 包括 RF 引脚 均具有 ESD 保护功能, 并经过高达 V HBM 电平和 V CDM 电平测试 Rev. Page of
ADL 应用信息 基本连接混频器 ADL 旨在将主要在 MHz 至 MHz 范围内的射频 (RF) 下变频为 3 MHz 至 MHz 范围内的低中频 (IF) 图 描述了混频器的基本连接 建议交流耦合 RF 和 LO 输入端口, 以防非零直流电压损坏 RF 巴伦或 LO 输入电路 RFIN 电容的推荐值为 pf IF 端口混频器差分 IF 接口需要利用上拉扼流圈电感来偏置开集输出, 并设置输出匹配 应适当选择用来将直流电流耦合至 IF 放大器的扼流圈电感的分流阻抗, 以提供所需的输出回损 输出阻抗的实部约为 Ω( 如图 3 所示 ), 它与许多常用的 SAW 滤波器相匹配, 无需使用变压器 这导致电压转换增益比功率转换增益大致高出 db 当需要 Ω 输出阻抗时, 使用 : 阻抗变压器, 如图 所示 偏置电阻选择外部电阻 R 用于调节 IF 端集成放大器的偏置电流 需要有足够的电流量以偏置两个内置 IF 放大器, 以便优化直流电流, 获得最优的输入 IP3 性能 当牺牲转换增益和输入 IP3 性能以换取更低的功耗时, 图 和图 3 为偏置电阻的选择提供参考 VGS 编程 ADL 支持对内部栅极 - 源极电压编程以便在所需频带内优化混频器性能 ADL 默认将 VGS 设为 如图 3 和图 所示, 可优化功率转换增益 输入 IP3 NF 和输入 PdB VCC C.µF L nh L nh C.µF R Ω C3 pf C pf T TC-W+ C pf IFOP R OPEN IFON R Ω C.µF PAD 3 3 3 3 RFCT RFIN PAD VPIF IFGM IFOP IFON IFGD LOIP LOIN LE DATA CLK 3 VLO VLO3 VLO VOL RFIN C pf C pf ADL LE DATA CLK C pf LOIP VCC 3 C3 pf VCC AGND VPOS VCC C pf VCC C pf C pf BLK RED VCC -3 图. 基本连接 Rev. Page of
ADL 低通滤波器编程 ADL 支持对低通滤波器编程以便中断混频器输出 该滤波器有助于阻塞和项混频产物, 代价是产生一些噪声系数和增益 ; 它可极大地提升 IP3 ADL 默认将 LPF 设为 如图 至 所示, 可优化功率转换增益 输入 IP3 NF 和输入 PdB RF 巴伦编程通过允许电容切换至输入和输出以便使巴伦可调节至覆盖整个频段 ( MHz 至 MHz),ADL 支持对 RF 巴伦进行编程 大多数情况下, 可一并对输入和输出进行调节, 虽然有时出于匹配方面的考虑而对它们单独进行调节 ADL 默认将 RFB 设为 如图 至 所示, 可优化功率转换增益 输入 IP3 NF 和输入 PdB Rev. Page 3 of
ADL 寄存器结构图 显示了 ADL 的寄存器图 ADL 仅使用寄存器 由于这个原因, 应将所有控制位设为 当设为 时, ENBL 位 (DB) 开启器件 通过将该位设为 关断混频器 RFB IN CAP DAC 和 RFB OUT CAP DAC 位用于调节 RF 巴伦 大部分情况下, 对它们一并进行调节 : 针对低频率, 使用较高的设置 ; 针对高频率, 使用较低的设置 有时对 RF 巴伦的输入和输出进行单独调节较为有利 ; 器件亦提供了这种功能 LPF 位控制 IF 输出时的低通滤波器设置 对低通滤波器的调节能力允许在增益 噪声系数和输入 IP3 之间权衡 更高的设置 具有更高的输入 IP3, 代价是一些增益和噪声系数 ; 更低的设置 具有更高的增益和更低的 NF, 代价是更低的输入 IP3 VGS 位控制混频器核心的 VGS 设置, 并允许对器件进一步调节 表 列出每个频带的最优设置特性 所有寄存器位默认为 RESERVED VGS LPF RFB OUT CAP DAC RFB IN CAP DAC ENBL RESERVED CONTROL BITS DB3 DB DB DB DB DB DB DB DB DB DB3 DB DB DB DB DB DB DB DB DB DB3 DB DB DB VGS VGS VGS LPF LPF CDO DCDO CDO CDI CDI CDI EN C3() C() C() VGS VGS VGS VGS SETTING ' ' ' ' LPF LPF LOW PASS FILTER SETTING ' ' ' 3 MEN MAIN ENABLE DEVICE ENABLED DEVICE DISABLED CDI CDI CDI RF BALUN INTPUT TUNING ' ' ' ' CDO CDO CDO RF BALUN OUTPUT TUNING ' ' ' ' - 图. ADL 寄存器图 表. 最优设置 RF 频率 (MHz) LO 频率 (MHz) VGS LPF RFB OUT CAP DAC RFB IN CAP DAC 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 Rev. Page of
ADL 评估板 ADL 提供评估板 图 表示标准评估板原理图 图 表示 USB 接口电路原理图 图 和图 3 表示评估板布局 评估板采用 Rogers 33 材料制造 表 列出混频器特性的详细配置 可前往 www.analog.com 下载评估板软件 VCC C.µF L nh L nh C.µF R Ω C3 pf C pf T TC-W+ 3 C pf R OPEN IFON R Ω IFOP C.µF PAD 3 3 3 RFIN C pf C pf 3 RFCT RFIN PAD VPIF IFGM IFOP IFON IFGD ADL LOIP LOIN LE DATA CLK 3 LE DATA CLK C pf LOIP VLO VLO3 VLO VOL VCC 3 C3 pf VCC AGND VPOS VCC C pf VCC C pf C pf BLK RED VCC - 图. 评估板原理图 表. 评估板配置 元件 描述 默认条件 C, C, C, C, C, C, C3 电源去耦 标称电源去耦由. μf 接地电容和 pf 接地电容并联组成, 尽可能靠近器件放置 C C =. μf( 尺寸 :) C C C C C3 = pf ( 尺寸 :) C, C, RFIN RF 输入接口 输入通道通过 C 交流耦合 C 提供 RF 输入巴伦中心抽头的旁通 C = pf( 尺寸 :) C = pf ( 尺寸 :) C3, C, C, L, L, R, R, T, IFOP, IFON IF 输出接口 开集 IF 输出接口通过上拉扼流圈电感 L 和 L 偏置 T 是 : 阻抗变压器, 用于提供单端 IF 输出接口,C 提供中心抽头旁通 平衡输出时移除 R C3 C C = pf( 尺寸 :) L L = nh( 尺寸 :3) R = 开路 R = Ω( 尺寸 :) T = TC-W+ (Mini-Circuits ) C, LOIP LO 接口 C 为 LOIP 本振输入提供交流耦合 C = pf( 尺寸 :) R 偏置控制 R 设置内部 IF 放大器的偏置点 R = Ω( 尺寸 :) Rev. Page of
ADL - -3 图. 评估板顶层 图 3. 评估板底层 Rev. Page of
Rev. Page of DECOUPLING FOR U 33PF 33PF 33PF V_USB -3--- J G G G3 G 3 PF C.MHZ Y 3 PF C 3V3_USB 3P3V C3 C3 C3 R R R R 3 U C3 C3 C3 R3 R R R C R C R C R R R 3 P 3 3 3 PAD 3 3 3 3 3 3 33 3 3 3 3 3 U PAD 3 U R R C C C C C C C3 A C D R3 C3 R C3 C33 DNI DNI BLK ORG K LC-I-SN 3V3_USB PF 3V3_USB.UF 3V3_USB CYC3A-LTXC 3V3_USB DNI TBD 3V3_USB.UF CLK DATA LE K K.UF.UF K K PF K DNI K DNI TBD DNI K DNI TBD DNI SAMTECTSWGS3PIN.UF.UF.UF.UF.UF.UF.UF PF.K ADP333ACPZ.UF K SML-MTT V_USB.UF AGND GND SCL SDA WC_N A A A VCC CASE PINS GND PAD CLKOUT PD_FD PD_FD PD_FD3 PD_FD PD3_FD PD_FD PD_FD PD_FD WAKEUP RESET_N PA_FLAGD_SLCS_N PA_PKTEND PA_FIFOADR PA_FIFOADR PA3_WU PA_SLOE PA_INT_N PA_INT_N VCC CTL_FLAGC CTL_FLAGB CTL_FLAGA GND PB_FD PB_FD PB_FD PB_FD PB3_FD3 PB_FD PB_FD PB_FD SDA SCL RESERVED IFCLK DMINUS DPLUS AGND XTALIN XTALOUT AVCC RDY_SLWR RDY_SLRD IN IN OUT OUT PAD FB GND SD_N - ADL 图. 评估板上的 USB 接口电路
ADL 外形尺寸 PIN INDICATOR.. SQ.. BSC.3.. EXPOSED PAD 3 PIN INDICATOR 3. 3.3 SQ 3.... SEATING PLANE TOP VIEW...3. MAX. NOM COPLANARITY.. REF BOTTOM VIEW. MIN FOR PROPER CONNECTION OF THE EXPOSED PAD, REFER TO THE PIN CONFIGURATION AND FUTION DESCRIPTIONS SECTION OF THIS DATA SHEET. COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO--WHHD. 图. 3 引脚引脚架构芯片级封装 [LFCSP_WQ] mm x mm 超薄体 (CP-3-3) 尺寸单位 :mm 33-A 订购指南 型号 温度范围 封装描述 封装选项 数量 ADLACPZ-R - 至 + 3 引脚引脚架构芯片级封装 [LFCSP_WQ] CP-3-3 ADL-EVALZ 评估板 Z = 符合 RoHS 标准的器件 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. Dsc--/() Rev. Page of