MAX2653 LNA具有增益步进控制，可重新调谐用于GPS应用

星星科技指导员 2023-02-10 1223

描述

本篇应用笔记介绍了一种用于MAX2653 SiGe LNA的射频匹配网络，可调谐到GPS频段(中心频率1575MHz)。本篇笔记提供高增益和低增益以及2.7V和3.0V时LNA的性能指标(供电电流、增益、NF、IIP3，反向隔离以及输入输出回波损耗)。在VCC = 2.7V和5.6mA供电电流时，LNA具有19.2dB增益，1.6dB噪声系数以及-5.2dB IIP3。

MAX2653 SiGe低噪声放大器(LNA)在美国PCS (1930MHz到1990MHz)和欧洲DCS (1805MHz到1880MHz)接收频段上对最低噪声性能进行了内部优化。这款LNA具有20dB增益控制步进，外部可调整增益和线性(通过单个电阻)，可使用2.7V到3.3V电源工作，关断电流0.25µA。Maxim并不提供用于GPS频段且包含了增益步进的单独LNA，但是重新调谐MAX2653到GPS频段可提供优异的解决方案。可选的匹配值(表1)使得LNA增益提高了0.5dB, 噪声系数改善0.1dB，IIP3改善2dB，所有的指标性能都是在相同的供电电流下测得。

针对不需要增益步进的应用，Maxim提供了MAX2654和MAX2655 SiGe GPS LNA。这些LNA提供偏置电流控制(通过外部电阻)可用于设置增益和线性值，在关断模式下电流0.1µA，内部集成了50Ω输出匹配。

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

图2. MAX2653评估板原理图，使用新的匹配元件，用于1575MHz GPS频段

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

在替换评估板上的匹配元件后，在室温下重新测试关键的性能指标-表2提供了重新调谐MAX2653后的测试结果。这些值是以评估板SMA连接器为参考测量得到的，为获得输出匹配威廉希尔官方网站网络输出处测量值，假设每个输出和输入各0.2dB损耗，在这种情况下，威廉希尔官方网站噪声系数约为1.57dB，增益约为19.2dB等。表3提供了各个频率上的增益值和噪声系数。

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

图3. MAX2653 GPS性能。高增益(当前活动曲线)和低增益下(已存储的曲线)的输入回波损耗(S11)

图4. MAX2653 GPS性能。高增益(当前活动曲线)和低增益下(已存储的曲线)的前向增益(S21)

图5. MAX2653 GPS性能。高增益(当前活动曲线)和低增益下(已存储的曲线)的反向隔离(S12)

图6. MAX2653 GPS性能。高增益(当前活动曲线)和低增益下(已存储的曲线)的输出回波损耗(S22)

审核编辑：郭婷

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