基于LT5560的WiMAX上变频转换设计

适合多种应用的低功率、高性能有源混频器具有低功耗和4ghz的工作频率，使wimax系统可以在3.3～3.8ghz的频率范围内进行频率转换。

lt5560是一种双平衡有源混频器，是采用第二代高频双极型工艺制造的，因此具有大带宽和非常低的功耗。所有信号端口都可以在从几乎是dc直到4ghz的频率范围内工作，为上变频和下变频应用提供了方便。在恰当匹配的情况下，可以低成本、低功耗和高性能地实现2.5～2.7ghz频带的上变频转换以及到3.3～3.8ghz wimax工作频率的上变频转换。与转换损耗为几个db且需要高lo驱动电平的大多数无源混频器不同，这种新型有源混频器不仅提供转换增益，同时只需要-2dbm的lo信号功率。该混频器的内核可用单电源工作，适合从2.7～5.3v的不同电压。使能电路提供快速和简单的接通与断开操作，以满足大多数tdd的要求。lt5560的典型停机电流低于1μa，采用3mm×3mm的8引线dfn封装以及底面接地。

in、out和lo端口都是差分端口，以实现最优性能。in和out端口必须以差分方式使用，但是lo端口可以用单端信号驱动，未用的lo引脚通过一个电容器连接到地。

lt5560可适用于上变频和下变频转换，图1所示电路是一个实用的上变频转换应用。该电路已经为450mhz if输入频率和3.3～3.8ghz的rf输出频率进行了微调。lo端口为2.85～3.35ghz的频率进行了微调。

在450mhz频率上，输入端口(in+、in-)的差分阻抗大约为28.6+j4.9ω。由电路板布局和t1引起的寄生电抗将这个阻抗变换为大约50ω+j60ω。电容器c11提供dc隔离，并通过消除阻抗的虚部改善了阻抗匹配。变压器t1具有1:1的阻抗比，为输入信号提供单端到差分的转换。

该混频器的信号输入引脚需要一个到地的直流通路，这由电阻r1提供。在本应用中，0ω电阻用来让lt5560以最大的电源电流工作，以提供最高增益和最佳oip3性能。增加r1的电阻值可以降低电源电流，但是这样做的代价是降低了线性度和转换增益。

在rf输出端口，电感器l6用来消除lt5560的内部电容。多层芯片平衡转换器t2为rf输出信号提供差分至单端的转换。t2还进行一个2:1阻抗变换。

为方便起见，lt5560的lo输入端口可以用单端信号驱动。就上变频应用而言，推荐将信号加到lo-输入端(如图1所示)，以最大限度地减小泄漏到输出中的lo信号。

图1 3.3～3.8ghz上变频混频器应用原理图

lo引脚由内部基准偏置，而且必须是交流藕合的。电容器c3为lo-提供所需的直流隔离，而c7用来改善阻抗匹配。电容器c5在lo+引脚上提供直流隔离，并通过谐振消除封装的寄生电感，以建立良好的高频地。该电容器应该放置在靠近lt5560封装的地方，以获得最佳性能。

就本应用而言，所测试端口的回损如图2所示。if端口的回损表明，在375～550mhz范围内阻抗匹配良好。rf输出端口在3.25～4ghz多的范围内匹配良好，而lo端口的回损在2.7～3.4ghz范围内优于10db。

图2 if、rf和lo端口回损

测试电路由3v电源供电，测得的直流电流为13.6ma。该电路的输入信号电平为每频率-20dbm，应用的lo功率为 -2dbm。转换增益、oip3和ssb噪声指数与lo输入功率的变化如图3所示。

图3 转换增益、oip3和ssb噪声指数与lo输入功率的变化

在图3中，转换增益、oip3和ssb噪声指数是rf输出频率的函数。在这个频带内，转换增益在大约0.2～0.6db的范围内变化，而ssb噪声指数的变化范围为11.5～12.1db。oip3从3.3ghz上的12.6dbm逐步降低到3.8ghz上的11.3dbm。

图4 转换增益、oip3和ssb噪声指数与lo输入功率的变化

在图4中，3.6ghz频率上的转换增益、oip3和ssb噪声指数是lo输入功率的函数。lo输入功率的理想范围为 -4～+1dbm，不过噪声指数在这个范围的较高端比较好。增益(ta=25℃时)是正的，并在lo功率超过-4dbm时，随着lo功率的提高而逐步提高。这个理想工作范围较高端的性能由oip3决定，oip3在超过+1dbm后开始下降。

所测得的结果显示，在3.3～3.8ghz频率范围内，lt5560可组成性能优异的上变频混频器。