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9-2014

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HF-Praxis 9/2014

Applikationen Aktiver

Applikationen Aktiver Mischer für 300 MHz bis 6 GHz für schwierige HF-Designs Aktive HF-Mischer durchbrechen die +30 dBm-IIP3-Grenze kaum, ohne andere Leistungsparameter zu beeinträchtigen. Der LTC5577 hat dieses Problem nicht. Er arbeitet mit einer innovativen aktiven Mischertopologie, um den +30-dBm-IIP3 zu erzielen. Die Topologie ist einzig und erzielt eine Mischverstärkung von 0,7 dB, mit nur 0 dBm LO- Pegel im breiten Frequenzbereich von 300 MHz bis 6 GHz. Gegentaktdesign hat zusätzliche Vorteile bei der Port-zu-Port- Isolation (E/A-Isolation) und weist nur geringe unerwünschte 2x2- und 3x3- Mischprodukte, welche die Empfängerleistung beeinträchtigen können, sowie eine hohe Spiegelfrequenzunterdrückung auf. Der LTC5577 hat integrierte Breitband-Trans- Tom Schiltz Design Section Leader James Wong Product Marketing Manager High Frequency Products Linear Technology Corp. www.linear.com Aktive Mischer bieten hohe Entkopplung und Spiegelfrequenzunterdrückung am HF- Eingang des Mischers, was zu einer verbesserten Empfangsleistung führt. 16 hf-praxis 9/2014

formatoren an den 50-Ohm-Eingängen für HF und LO. Mit einer externen Anpass- Schaltung ist Betrieb von 700 MHz bis 4,3 GHz bei sehr flachem Verstärkungsverlauf möglich. Dabei werden nur wenig externe Komponenten benötigt, was Kosten und Platz spart. Zusätzlich liefert der ZF-Ausgang, der den Bereich von 1 MHz bis 1,5 GHz abdeckt, eine flach verlaufende Mischverstärkung mit einer Bandbreite bis 600 MHz, gut für den Einsatz in LTE- und LTE-Advanced Empfängern in Basisstationen sowie generell in anderen Breitbandempfängern. Der Mischer hat einen integrierten LO-Puffer, benötigt nur 0 dBm LO-Ansteuerung und toleriert dabei eine ±6 dB-Variation des Pegels. Das eliminiert einen externen LO-Verstärker, der zusätzliche Energie verbraucht und mehr kostet. Auch wird kein leistungsstarker LO mit +17 bis +20 dBm benötigt, was unerwünschte Abstrahlung ausschließt, die andere HF- Schaltungsteile beeinträchtigen könnte. Somit werden auch keine Abschirmmaßnahmen erforderlich, was Kosten spart. Der LTC5577 arbeitet an 3,3 V und benötigt nur 180 mA. Die aktive Mischer-Architektur bietet weitere Vorteile Die aktive Gegentaktmischer-Topologie des LTC5577 bietet weitere Vorteile. Neben der hohen Mischverstärkung und der sehr weiten Bandbreite gibt es beste Eigenschaften durch: 1. Exzellente Port-zu-Port-Isolation 2. Sehr geringe 2x2- und 3x3-Nebenprodukte 3. Sehr hohe Spiegelfrequenzunterdrückung Verbesserte HF-Entkopplung Die aktive Gegentaktmischer-Topologie des LTC5577 bietet eine sehr gute Entkopplung von LO zu HF-Eingang von mindestens –50 dBm, und verhindert so, dass das LO-Signal zur Antenne gelangt. Passive Mischer bieten nur 30 dB an Isolation und zusammen mit einem hohen LO-Eingangspegel von etwa +17dBm gelangen noch -13 dBm an die Antenne. Mit dem LTC5577 wird kein externer Zirkulator am HF-Eingang notwendig, was zu einer kostengünstigen Breitbandlösung führt, die Platz spart und einfach zu entwickeln ist. Sehr geringe unerwünschte Nebenprodukte und HF. Die 2x2 (bei 1/2 ZF) unerwünschten Ausgangsmischprodukte liegen bei -79 dBc, die 3x3 (bei 1/3 ZF) sogar bei nur -81 dBc. Derart niedrige Störprodukte führen zu Breitbandempfängern mit besten Eigenschaften und verringern Verzerrungen in digitalen Predistortion(DPD)-Empfänger- Applikationen. Darüber hinaus ist der HF-Eingang des LTC5577 so ausgelegt, dass starke In-Band- Blocking-Signale die Empfangsleistung nicht beeinträchtigen. Z.B. verringert sich bei einer +5-dBm-Eingangsinterferenz die Rauschzahl nur von 11,8 dB auf 15,8 dB, das sichert eine stabile Empfängerempfindlichkeit bei Anwesenheit starker Interferenzen. Andere Mischer in dieser Klasse verschlechtern die Rauschzahl um mehr als 20 dB. Gute Spiegelfrequenzunterdrückung verbessert die Rauschzahl von Empfängern Durch ihre bi-direktionale Natur und den nicht gepufferten HF-Eingang haben passive Mischer unerwünschte Mischprodukte am Eingang, wie z.B. Spiegelfrequenzen. Diese liegen um den Betrag der ZF über oder unter der LO-Frequenz, typischerweise mit Pegeln um ca. 12 dB unter dem Eingangssignalpegel. Liegt kein Abschluss mit einem Isolator oder Dämpfungsglied vor, können diese Mischprodukte vom HF-Eingangsfilter zurück zum Mischereingang gelangen und die Rauschzahl bei bestimmten Frequenzen verringern, abhängig von der elektrischen Länge zwischen Filter und Mischer. Aktive Mischer wie der LTC5577 erzeugen auch unerwünschte Signale am HF Eingang, aber mit wesentlich geringerem Pegel von typisch -75 dBc. Das führt zu verbesserter Empfängerempfindlichkeit und vereinfachtem HF Design- und macht keinen Zirkulator oder kein Dämpfungsglied am Mischereingang erforderlich. Bild 1 zeigt Spiegelfrequenzen und LO-Signal am HF-Eingang eines passiven Mischers verglichen mit dem aktiven Mischer des LTC5577. Schlussbemerkung Applikationen Die innovative aktive Gegentaktmischer- Topologie des LTC5577 bietet 30-dBm- IIP3-Linearität, 0,7 dB Mischverstärkung und eine Bandbreite von 300 MHz bis 6 GHz. Zusätzliche Vorteile sind die hohe Entkopplung von Port-zu-Port, die gute LO- Signalunterdrückung am Eingang und die geringen unerwünschten Mischprodukte, die sonst in derartigen Designs vorherrschen. Das Ergebnis ist eine kostengünstige und kompakte Mischerlösung, welche die Empfangsleistung verbessert und stromsparend ist. ◄ Seit 20 Jahren der europäische Marktführer HF Komponenten Zubehör HF Labore bis 110 GHz! RF Kabel bis 110 GHz!! Der günstigste in der Spitzenklasse Beste Phasenstabilität Optimale Lebensdauer Referenzen und Muster auf Anfrage Hohlleiter bis WR10 AA-Marke Umfangreiches Katalog Aus Lager oder Kundenspezifisch Optimales Preis/Leistungsverhältnis Preiswerte Komponenten für HF Labore Europäisch = ITAR frei Isolatoren, Abschwächer, Hybrids, Bias Tee,.. 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