1.5GHz 至 2.7GHz 直接转换 I/Q 接收器 LT5575 演示电路 1048A 快速上手

在当今的通信领域，高性能的接收器对于信号处理至关重要。今天我们就来详细了解一下演示电路 1048A，它采用了 LT5575 芯片，是一款 1.5GHz 至 2.7GHz 的直接转换 I/Q 接收器。

文件下载：DC1048A.pdf

一、LT5575 芯片概述

LT5575 是一款 800MHz 至 2.7GHz 的直接转换正交解调器，专为高线性度接收器应用而优化。它适用于将射频信号直接转换为 I 和 Q 基带信号的通信接收器，带宽可达 490MHz。该芯片集成了平衡 I 和 Q 混频器、LO 缓冲放大器以及精密的高频正交移相器。片上集成的宽带变压器在 RF 和 LO 输入处提供 50Ω 单端接口，在射频接收器系统应用中仅需几个外部电容器。

二、演示电路 1048A 设计目的

演示电路 1048A 主要用于在 1.5GHz 至 2.7GHz 频率范围内评估 LT5575 的性能。若要在低于 1.5GHz 的输入频率下优化性能，可以在 RF 输入和 LO 输入端口安装外部并联电容器。具体细节可参考 LT5575 数据手册。该电路板的设计文件可联系 LTC 工厂获取。

三、典型性能总结

以下是在特定条件下（ (T{A}=25^{circ} C) ， (V{C C}=5 V) ，EN = High， (f{R F}=1900 MHz) ， (Delta f=200 kHz) 用于 2 - 音 IIP2 和 IIP3 测试， (P{R F}=-10 dBm) ， (f{L O}=1901 MHz) ， (P{L O}=0 dBm) ）的典型性能参数：	参数	条件	值
电源电压		4.5V 至 5.25V
电源电流		132mA
最大关断电流	EN = Low	100µA
输出直流偏置电压	(vert IOUT+ - IOUT-vert) ， (vert QOUT+ - QOUT-vert)	< 9mV
RF/LO 输入频率范围（无外部匹配，高频段）		1.5GHz 至 2.7GHz
RF/LO 输入频率范围（有外部匹配，低频段、中频段）		0.8GHz 至 1.5GHz
基带频率范围		DC 至 490MHz
基带 I/Q 输出阻抗（单端）		65Ω // 5pF
RF/LO 输入回波损耗	(Z0 = 50Ω) ，1.5GHz 至 2.7GHz，内部匹配	> 10dB
LO 输入功率		-13dBm 至 5dBm
转换增益（电压增益， (R_{LOAD} = 1kΩ) ）		4.2dB
噪声系数（双边带）		12.7dB
输入三阶截点	2 个 RF 音， -10dBm/音， (Delta f = 200kHz)	22.6dBm
输入二阶截点	2 个 RF 音， -10dBm/音， (Delta f = 200kHz)	60dBm
输入 1dB 压缩点		11.2dBm
I/Q 增益失配		0.01dB
I/Q 相位失配		0.4°
LO 到 RF 泄漏		-64.6dBm
RF 到 LO 隔离度		57.1dB

四、绝对最大输入额定值

项目	额定值
电源电压	5.5V
使能电压	(-0.3 V) 至 (V_{cc}+0.3 V)
RF 输入功率	20dBm
LO 输入功率	10dBm
RF 输入直流电压	0.1V

五、频率范围与匹配

演示电路 1048A 在 1.5GHz 至 2.7GHz 频率范围内，LT5575 的 RF 和 LO 端口内部匹配到 50Ω。在低于 1.5GHz 时，可在靠近 IC 的 RF 和 LO 引脚处连接一个接地的并联电容器，以提供阻抗匹配，维持最佳性能。不同频段的匹配电容值如下表所示：	频率范围	RF 匹配（C10）	LO 匹配（C12）	基带（C1 - C4）
800 至 1000MHz（低频段）	4.7pF	3.9pF	10pF
1000MHz 至 1500MHz（中频段）	2pF	2pF	2.2pF
1500MHz 至 2700MHz（高频段）	无	无	无

六、输出滤波

在 I 和 Q 输出端对不需要的高频混频产物进行适当滤波，对于保持卓越的线性度非常重要。最方便的方法是在每个输出端连接一个接地的并联电容器。电容值应根据工作频率进行优化，但这些电容器可能会降低基带输出带宽。不同频段的滤波电容值同样参考上表。

七、测试设备与设置

1. 参考图 1 进行正确的测量设备设置。
2. 对于 2 - 音测量，使用具有低谐波输出的高性能信号发生器。否则，应在信号发生器输出端使用低通滤波器来抑制高阶谐波。
3. 使用高质量的合路器，其所有端口应提供宽带 50Ω 终端，并具有良好的端口间隔离度。建议在信号发生器输出端使用衰减器，以进一步提高源隔离度，防止源之间相互调制并产生互调产物。
4. 频谱分析仪如果过载，会产生显著的内部失真产物。一般来说，频谱分析仪在输入约 -30dBm 至 -40dBm 时性能最佳，应使用足够的频谱分析仪输入衰减，以避免仪器饱和。
5. 在对被测设备进行测量之前，应评估系统性能，确保：1）获得干净的输入信号；2）将频谱分析仪的内部失真降至最低。

八、快速启动程序

演示电路 1048A 易于设置，用于评估 LT5575 的性能。参考图 1 进行正确的测量设备设置，并遵循以下步骤：

1. 注意事项：
   • 注意切勿超过绝对最大输入额定值。
   • 在向 (V_{cc}) 引脚施加直流电源之前，切勿向 EN 引脚施加直流电源。
2. 连接所有测试设备，如图 1 所示。
3. 施加 5V 直流电源，并验证电流消耗约为 132mA。
4. 施加 RF 和 LO 输入信号进行交流测量。
5. 将 LO 信号发生器（#1）设置为向演示板 LO 输入端口提供 1901MHz、0dBm 的连续波信号。
6. 将 RF 信号发生器（#2 和 #3）设置为向演示板 RF 输入端口提供两个 -10dBm 的连续波信号，一个为 1899.9MHz，另一个为 1900.1MHz。
7. 将频谱分析仪的起始频率设置为 100kHz，停止频率设置为 1400kHz。使用足够的频谱分析仪输入衰减，以避免仪器饱和。
8. 测量输入二阶和三阶截点：
   • (IIP2 = P1 - P2 + Pin)
   • (IIP3 = (P1 - P3) / 2 + Pin) 其中，P1 是 900kHz 或 1100kHz 处两个基本输出音的最低功率电平，P2 是 200kHz 处的二阶产物，P3 是 700kHz 或 1300kHz 处的最大三阶产物，Pin 是输入功率（此处为 -10dBm），所有单位均为 dBm。
9. 也可以测量电压转换增益，但要注意，由于此设置中每个输出引脚的负载阻抗为 50Ω，增益会因合路器损耗加上 7.23dB 而降低。详细解释请参考 LT5575 数据手册。
10. 测量 LO 到 RF 泄漏、RF 到 LO 隔离度和输入 1dB 压缩点。
11. 双边带噪声系数可以直接在噪声系数仪上测量，具体操作请参考噪声系数仪手册。

通过以上介绍，相信大家对演示电路 1048A 和 LT5575 芯片有了更深入的了解。在实际应用中，大家可以根据具体需求进行参数调整和性能优化。你在使用这款接收器的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。