应用笔记 4256

MAX2112/MAX2120卫星调谐器扩展性能


摘要 : 本应用笔记介绍了MAX2112/MAX2120直接变频卫星调谐器的典型测试数据。从这些数据可以看出如何在RF和基带增益控制之间取舍。根据RF和基带增益控制范围,提供了对应的电压增益、P1dB、噪声系数(NF)和载噪比(CNR)。通过对这些性能指标进行折衷,可以根据应用需求优化设备的动态范围。

引言

本应用笔记给出了在对应的RF和基带增益控制范围内,MAX2112/MAX2120的典型电压增益、P1dB、噪声系数(NF)和载噪比(CNR)测试数据。这些数据有助于合理调试RF和基带增益并优化卫星接收系统的动态范围。为避免调谐器在接收强信号时产生饱和,通常需要较高的P1dB值。接收弱信号时则需要较低的NF值。对整体指标进行适当的折衷可以优化其动态范围。

工作原理

MAX2112/MAX2120直接变频调谐器IC适用于卫星机顶盒和VSAT。这些IC可用于QPSK、数字电视广播(DVB-S)、DSS和免费接收应用。

MAX2112/MAX2120通过一个宽带I/Q下变频器将LNB的卫星信号变频到基带信号,变频范围为925MHz至2175MHz。

图1给出了该芯片的典型工作电路。引脚4为RF输入,引脚17至20为差分基带输出。在引脚5加载RF增益控制电压(GC1),该电压通常采用经过滤波后的解调器IC的输出PWM信号。在一个闭环系统中,滤波后的PWM输出能够保持器件的I/Q输出为一个固定幅度信号(通常为1VP-P)。基带增益通过可编程代码控制(GC2),通常为GC2选择经过优化的数值并在特定的接收系统中保持固定。

图1. 典型工作电路
图1. 典型工作电路

电压增益

图2. 电压增益与GC1电压的关系
图2. 电压增益与GC1电压的关系

图2所示GC1控制电压可提供72dB的RF增益调节范围。基带增益控制代码(GC2)可提供约为15dB的进一步调节,图3图4给出了更详细的数据。

图3. 电压增益与GC1电压(可变量程)的关系
图3. 电压增益与GC1电压(可变量程)的关系

图4. 电压增益与GC1电压(可变量程)的关系
图4. 电压增益与GC1电压(可变量程)的关系

输入P1dB

图5. 输入P1dB与GC1电压的关系
图5. 输入P1dB与GC1电压的关系

图5给出了由RF增益控制电压GC1决定的P1dB,与预期结果相同。GC2 = 8时,P1dB的范围为-60dBm到+10dBm,取决于GC1的设置。通过选择特定的GC2可为P1dB提供进一步的10dB调节范围,图6图7给出了更详细的数据。

图6. 输入P1dB与GC1电压(可变量程)的关系
图6. 输入P1dB与GC1电压(可变量程)的关系

图7. 输入P1dB与GC1电压(可变量程)的关系
图7. 输入P1dB与GC1电压(可变量程)的关系

图8. 输入P1dB与电压增益(量程不变)的关系
图8. 输入P1dB与电压增益(量程不变)的关系

图8可以看出:在指定电压增益、GC2在4到15范围之间时,P1dB的变化非常小。

噪声系数

图9. NF与GC1电压的关系
图9. NF与GC1电压的关系

图9绘出了NF随GC1电压的增加(降低RF增益)而增加的情况,注意:图中给出了四组对应用GC2的曲线。

图10. NF与GC1电压(可变量程)的关系
图10. NF与GC1电压(可变量程)的关系

在最大RF增益(GC1 = 0.5V),GC2代码为5至15之间时,图10所示NF的变化非常小,仅为0.1dB。

图11. NF与电压增益的关系
图11. NF与电压增益的关系

图11可以看出,随着电压增益的降低,NF会增大。

载噪比

图12. CNR与输入功率的关系
图12. CNR与输入功率的关系

图12所示为不同输入功率下的CNR,对每个输入功率和GC2组合,GC1电压能够将调谐器的差分基带输出调整到规定的信号电平(1VP-P),图13给出了更详细的数据。

图13. CNR与输入功率(可变量程)的关系
图13. CNR与输入功率(可变量程)的关系

图14. CNR与最小输入功率(PIN)的关系
图14. CNR与最小输入功率(PIN)的关系

图14给出了可提供额定1VP-P输出的最小PIN。这些数据是在最大增益下测得的。为解决不同器件之间的差异问题,建议在这些典型值上为PIN增加3dB的裕量。与之对应的GC2代码从所要求的最小PIN点每次增加3dB,如图14所示。

图15. CNR与GC1的关系
图15. CNR与GC1的关系

在最大RF增益(GC1 = 0.5V)时,从图15可以看出:GC2编码从15变化到0时,对应的CNR从7.3dB变化到22.6dB。

结论

本文提供的典型测试数据可以方便地调试MAX2112/MAX2120的前端和后端增益控制。