MAX2653 LNA具有增益阶跃，针对GPS应用进行调谐

本应用笔记给出了MAX2653 SiGe LNA的替代RF匹配网络，该网络针对GPS频段（1575MHz中心频率）进行了调谐。提供高增益和低增益模式以及3.2V和7.3V电源的性能指标（电源电流、正向增益、NF、IIP0、反向隔离和输入/输出回波损耗）。对于 Vcc= 2.7V，高增益模式，该应用在 19.2mA 电源电流下提供 1.6dB 增益、5.2dB NF 和 -3.5dB IIP6。

MAX2653 SiGe低噪声放大器（LNA）经过内部优化，适用于美国PCS（1930MHz至1990MHz）和欧洲DCS（1805MHz至1880MHz）接收频段的最低噪声性能。这些 LNA 提供 20dB 增益控制步进、外部可调增益和线性度 （通过单个外部电阻器）、2.7V 至 3.3V 工作电压以及 0.25μA 关断模式。Maxim不提供包含增益阶跃的GPS（1575MHz中心）频段的独立LNA，但将MAX2653重新调谐到该较低频段可提供出色的解决方案。这些替代匹配值（表1）可提供高出0.5dB的增益、0.1dB的噪声系数和2dB的IIP3 - 所有这些都实现了几乎相同的电源电流。

对于不需要增益阶跃的应用，Maxim提供MAX2654和MAX2655 SiGe GPS LNA。它们提供偏置电流控制 （通过外部电阻器） 以设置增益和线性度、0.1μA 关断模式和集成 50Ω 输出匹配。

图1.MAX2653评估板，具有新的匹配元件（C2、L1、L3、C4）。无需对PCB进行“黑客攻击”。

图2.MAX2653评估板原理图，具有用于1575MHz GPS频段的新型匹配元件。

指定	价值	描述
C2	1.3pF	用于LNA输入的并联C（至GND）匹配元件0402陶瓷电容器村田制作所GJ61555C1H1R3CB01B
L1	3.9nH	LNA输入用L系列匹配元件0603印刷电感器 东光LL1608-FS系列
L3	3.3nH	分流-L（至 V抄送） LNA输出配套元件0603印刷电感器 东光LL1608-FS系列
C4	0.75pF	LNA输出用C串接元件0402陶瓷电容器村田制作所GJ61555C1HR75CB01B

更换评估板上的匹配元件后，在室温下重新测试关键性能指标——表2提供了重新调谐的MAX2653台架测试结果。这些值称为评估板SMA连接器;要获得以匹配网络输出为参考的值，假设输出和输入各有大约0.2dB的损耗。以这种方式，电路的NF实际上约为1.57dB，增益约为19.2dB，依此类推。频率范围内的附加增益和NF数据如表3所示。

参数	象征	条件		测试结果	单位
电源电流	国际商会	高增益模式	Vcc=2.7V	5.61	mA
			Vcc=3.0V	5.62
		低增益模式	Vcc=2.7V	2.23
			Vcc=3.0V	2.24
获得	G	高增益模式	Vcc=2.7V	19.0	mA
			Vcc=3.0V	19.0
		低增益模式	Vcc=2.7V	-2.3
			Vcc=3.0V	-2.2
NF	NF	高增益模式	Vcc=2.7V	1.77	分贝
			Vcc=3.0V	1.79
		低增益模式	Vcc=2.7V	6.36
			Vcc=3.0V	6.37
输入三阶截调截点	IIP3	高增益模式	Vcc=2.7V	-5.2	dBm
			Vcc=3.0V	-4.9
		低增益模式	Vcc=2.7V	+0.2
			Vcc=3.0V	+0.2
反向隔离	|S12|	高增益模式	Vcc=2.7V	-33.8	分贝
			Vcc=3.0V	-33.6
		低增益模式	Vcc=2.7V	-22.2
			Vcc=3.0V	-22.3
输入回波损耗	|S11|	高增益模式	Vcc=2.7V	-7.7	分贝
			Vc=c3.0V	-7.7
		低增益模式	Vcc=2.7V	-10.9
			Vcc=3.0V	-11.0
输出回波损耗	|S22|	高增益模式	Vcc=2.7V	-12.6	分贝
			Vcc=3.0V	-12.5
		低增益模式	Vcc=2.7V	-8.1
			Vcc=3.0V	-8.2

频率	高增益				低增益
	Vcc=2.7V		Vcc=3.0V		Vcc=2.7V		Vcc=3.0V
	增益（分贝）	净值 （分贝）	增益（分贝）	净值 （分贝）	增益（分贝）	净值 （分贝）	增益（分贝）	净值 （分贝）
15.4	1400	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，输入回波损耗（S11）用于高增益（有源走线）和低增益（存储器走线）。

图4.MAX2653 GPS性能，前向增益（S21）用于高增益（有源走线）和低增益（存储器走线）。

图5.MAX2653 GPS性能，反向隔离（S12）用于高增益（有源走线）和低增益（存储器走线）。

图6.MAX2653 GPS性能、输出回波损耗（S22）用于高增益（有源走线）和低增益（存储器走线）。

审核编辑：郭婷