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Design Bild 3: Das

Design Bild 3: Das Breitband-Ausgangsspektrum zeigt sämtliche Störprodukte, die die Anforderungen an das Ausgangsfilter beeinflussen hervorragenden symmetrischen Betrieb ergibt und in einer optimalen Unterdrückung von Störungen und einem flachen Frequenzgang über eine sehr große Bandbreite resultiert. Der mit 50 Ohm abgeschlossene HF-Port mit seinem eingebauten Überrtrager und einem externen 0,15-pF-Kondensator zeigt z.B. zwischen 2 GHz und 14 GHz eine kontinuierliche Reflexionsdämpfung von besser 10 dB. Durch Anschließen eines 0,15-pF-Shunt-Kondensators und eines Reihenkondensators an den LO-Eingang ist dieser Port zwischen 1 GHz und 12 GHz mit 50 Ohm abgeschlossen. Über den gesamten Frequenzbereich ist die Rückflussdämpfung besser als 10 dB. Steigende 5G-Datenraten fordern höhere Bandbreite Es wird erwartet, dass die drahtlose 5G-Kommunikation Datenraten bis zu 1 Gbit/s erfordert. Um solche Übertragungsgeschwindigkeiten zu erreichen, muss die Bandbreite auf bis zu 1 GHz oder sogar noch höher gesteigert werden. Deshalb müssen ständig neue Frequenzspektren dafür eingerichtet werden. Der LTC5549 hat eine hervorragende Bandbreite, die einen flachen Frequenzgang bis zu Frequenzen über 1 GHz unterstützt. Mikrowellen-Testsysteme können ebenfalls von einem kompakten Mischer mit hoher Linearität, wie dem LTC5549, profitieren. Da HF-Testsysteme immer höhere Bandbreiten erfordern, muss ihre Linearität und Bandbreite ebenfalls verbessert werden, um mit dem Fortschritt in der Leistung der Prüflinge Schritt halten zu können. Beispiel-Design: Ein Aufwärtsmischer im Frequenzband von 3,6 bis 12,6 GHz Als Beispiel dient eine Applikation, die ein 3,6-GHz-Signal auf einen 12,6-GHz-Träger konvertiert. Dazu wird ein Low- Side-LO eingesetzt, der unter folgenden Betriebsbedingungen arbeitet: • ZF-Port (Eingang) = 3,6 GHz • HF-Port (Ausgang) = 12,6 GHz • LO (Eingang) = 9 GHz bei 0 dBm • Zweiton-Eingangssignal mit 2 MHz Abstand und je -5 dBm am ZF-Eingang Leistungsmessungen wurden mit dem LTC5549-Evaluierungs- Board (Bild 1) durchgeführt. Der interne Zweifach-LO wird umgangen, so dass ein sauberes 9-GHz-Signal von einem Laborsignalgenerator direkt eingespeist werden kann. Weil die Komponenten des Evaluierungs- Boards bereits auf Breitband abgestimmt sind, wird dieses ohne Abänderungen (Schaltplan in Bild 1) eingesetzt. Bild 2 zeigt die Linearität des Mischers mit zwei Tönen bei 2 MHz Distanz, gemessen bei 12,6 GHz. Die Intermodulationsverzerrungen 3. Ordnung am Ausgang wurden mit – 57,5 dBc darunter gemessen. Dies korrespondiert mit einem IIP3 von + 23,8 dBm. Bild 3 zeigt den Ausdruck des gesamten Spektrums des HF-Ausgangs. Es wird kein externes Filter verwendet, so dass man erkennen kann, wo alle Störprodukte abnehmen. Der LO-Verlust ist rund 14 dB unterhalb des 12,6-GHz-Trägers aber 3,6 GHz davon entfernt. Deshalb sollte das Filtern kein großes Problem sein. Der naheste Störer ist tatsächlich die 2LO-ZF, die 1,8 GHz entfernt vom Träger auftritt. Die gute Nachricht dabei ist, dass ihre Restleistung mehr als -40 dBc unterhalb des Trägers liegt. Bei 12,6 GHz hat der Ausgang des Mischers eine Verstärkungswelligkeit von 1 dB über eine Bandbreite von 1 GHz (Bild 4), die in der Lage ist, die nächste Generation der Breitband-Funkkommunikation zu unterstützen. Zusammenfassung Der LTC5549 hat einen hervorragenden IIP3, der den Dynamikbereich sowohl von Empfänger- als auch Senderapplikationen erweitert. Er ist mit einem integrierten LO-Puffer ausgestattet, spart Kosten und produziert nur sehr geringe LO-Einstreuungen. Seine auf dem Chip integrierten Balun-Trafos sorgen für eine ungewöhnlich große Bandbreite, die das Design vereinfacht und sehr kompakte Ausmaße der Gesamtlösung ermöglicht. Bild 4: Der aufwärts konvertierende Mischer zeigt einen Konvertierungsverlust von 12 dB, jedoch nur eine 1-dB-Welligkeit über eine Bandbreite von 1 GHz am 12,6-GHz-Träger 8 HF-Einkaufsführer 2015/2016

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© beam-Verlag Dipl.-Ing. Reinhard Birchel