应用笔记 3040

MAX2395输出匹配SAW滤波器输入,获得最佳的级联增益平坦度


摘要 : 发射机(TX) SAW滤波器输出阻抗易受输入端看进去的源阻抗的影响。MAX2395与SAW滤波器和下一级PA互相作用引起输出端口阻抗的变化易导致在整个频段上3dB净增益波动。在MAX2395和TX SAW之间的修订版本的匹配电路表明在整个频段上增益平坦性得到改善-大概1dB总增益波动。

概述

MAX2395为专用于WCDMA/UMTS的单波段类零中频单片的调制器芯片。设计为产生50Ω输出阻抗,这样在射频输出和下一级的SAW滤波器输入之间的外部匹配元件为上拉的电感和隔直电容。取决于SAW滤波器源阻抗的敏感,这样简单的匹配可能足够了,输出最大的回波损耗为9dB。

然而,在一些应用中,SAW滤波器输出阻抗会在频段上产生波动,这取决于其源阻抗。阻抗波动会导致在有用信号带宽内级联的增益不平坦。幅度波动的严重程度取决于SAW滤波器后一级的功放(PA)对其源阻抗(SAW滤波器输出阻抗)的敏感性。如果通带不平坦,必须调谐MAX2395输出匹配以获得要求的级联增益平坦度。Maxim WCDMA参考设计给出了在SAW滤波器的S22有波动时如何通过调整MAX2395输出匹配获得最佳级联发射机性能典型的例子。

频段内增益平坦性

MAX2395具有宽的片内输出匹配电路,回波损耗好于9dB,如图1所示。在室温下终端接50Ω时,在WCDMA频段上增益平坦度好于0.5dB。然而,当在Maxim WCDMA参考设计中使用市场上流行的SAW滤波器和功放,整个发射机在工作频段(1920MHz至1980MHz)上增益波动超过3dB,而在频段中间的增益最小。为研究增益波动的原因进行了几个测试。图2中模块框图阐述了在发射机系统中何处进行评估测试。

图1. MAX2395输出回波损耗
图1. MAX2395输出回波损耗

图2. 在WCDMA 发射机路径中3个测试点
图2. 在WCDMA发射机路径中3个测试点

测试1

当使用MAX2395射频输出作为点A处的信号源,在点C处测量输出功率,与实际的应用非常相似,在频段上增益波动超过3dB,在中频段1950MHz.上增益最低。

测试2

当信号发生器用于点A处的信号输入时,在点C处测量得到的增益平坦性非常好,低于0.5dB。这意味着SAW滤波器和功放在频段上具有增益平坦。

测试3

当使用MAX2395作为输入信号源,在点B处测量SAW滤波器输出,增益平坦性低于0.5dB。

解决方案

通过上面的测试,可以推断在发射机路径中所有模块提供高性能取决于频段上的增益平坦性。但是各模块之间阻抗的互相影响会导致更大的增益变化。当SAW滤波器输入连接到MAX2395,可测得SAW滤波器的S22参数。图3给出了S22曲线图。SAW滤波器的S22参数在中间频段上具有一个峰值,这会降低功放增益。

图3. SAW滤波器输出回波损耗,原先的匹配电路
图3. SAW滤波器输出回波损耗,原先的匹配电路

为了改善级联发射机增益平坦性,调整MAX2395输出匹配的好方法,同时监测SAW滤波器输出以获得更好、更平坦的S22。在几次测试和重试后,得到更好的匹配电路,如图4所示。图5给出带有建议的MAX2395输出匹配的SAW滤波器S22曲线图。在中频段上总回波损耗为-12dB,远好于原先电路的值。测量得到功放输出口上功率波动,其等效于级联增益波动,如图6所示,在WCDMA频段上大约为1.0dB。这会简化总发射功率控制。

图4. MAX2395输出到SAW滤波器输入的匹配电路
图4. MAX2395输出到SAW滤波器输入的匹配电路

图5. 匹配电路修改后的SAW滤波器输出回波损耗
图5. 匹配电路修改后的SAW滤波器输出回波损耗

图6.
图6.


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