アプリケーションノート 2243

最高の220MHz IF AGCアンプをMAX2371で実現

筆者: Roger Bremer

要約: MAX2371は、広範囲な利得のダイナミックレンジが必要なときの、低IF周波数での動作に理想的な低ノイズアンプ(LNA)です。この製品は、データシートで規定されていない周波数でも動作します。アプリケーションノートでは、220MHzの周波数を取り扱います。

概要

MAX2371は、超低中間周波数レシーバアプリケーション用に設計された低ノイズアンプ(LNA) ICです。このLNAは、低ノイズ利得段用の切換可能減衰器と自動利得制御(AGC)の両方の機能を搭載しています。これらの2つの機能によって、MAX2371は65dB以上の利得制御範囲を実現します。このLNAは、選択可能な電流モードを備えています。高電流モードを選択すると、ICは最大の利得、IP3、及び低ノイズ指数で動作します。一方、最大性能を必要としない場合は、低電流モードを選択することができます。低電流モードでは、前述のパラメータ値は多少低下しますが、電流消費の削減が可能となります。

MAX2371は、データシートでは136MHz~174MHzの周波数範囲で動作すると規定されていますが、この範囲外の周波数でも正常に動作します。このアプリケーションノートでは、220MHzでの性能データを示しています。範囲外であるこの周波数でMAX2371を使用するには、1つだけ変更が必要です。入力と出力のマッチングネットワーク用の部品の値を変更するということです。使用する値は、このアプリケーションノートの最後に記載されているMAX2371評価キットの回路図とBOM (部品表)を参照してください。

テストのセットアップ

テスト条件
  1. Vcc = 2.85 V
  2. 周波数 = 220 MHz
  3. 入力パワー = -30 dBm
  4. 2トーン間隔 = 625 kHz
  5. RF_ATTN = LOW
  6. LNA_I = HIGH
テストのセットアップ図

図1. MAX2371の評価に使用するLNAテストのセットアップ図
図1. MAX2371の評価に使用するLNAテストのセットアップ図

測定結果

Parameter Measured Data Comment
Max. Gain (dB) 12.5 Vgc = 1/2 Vcc
Noise Figure (dB) 2.2 Vgc = 1/2 Vcc
IIP3 (dBm) 1.5 Vgc = 1/2 Vcc
Dynamic Range (dB) 55.0 From VGC
Gain Step (dB) 17.5 From RF_ATTN
Icc over Gain (mA) 3.7

利得/IIP3/P1dB

すべての動作条件を示すため、各制御電圧と温度について、MAX2371のIIP3、P1dB、及び利得を測定しました。8つのAGC電圧について、3つの温度(-10℃、+25℃、+70℃)でテストしています。結果は以下のグラフのとおりです。

図2. 一連の下降曲線からわかるように、利得の変動は温度変化に対して0.3dB未満です。
図2. 一連の下降曲線からわかるように、利得の変動は温度変化に対して0.3dB未満です。

図3. IIP3は、温度変化に対して約3.5dBの変動を示しています。
図3. IIP3は、温度変化に対して約3.5dBの変動を示しています。

図4. 入力P1dBは、温度変化に対して2dB未満の変動を示しています。
図4. 入力P1dBは、温度変化に対して2dB未満の変動を示しています。

MAX2371 IFアンプの回路S11と回路S22

S11とS22を制御電圧について測定しました。結果を以下のグラフにプロットしています。入力と出力は、シングルセクションのLCマッチングを使用してそれぞれ50Ωにマッチングさせました。

図5. VGC範囲に対するS11とS22の変動
図5. VGC範囲に対するS11とS22の変動

結論

今回の調査により、MAX2371は220MHzで動作するLNAとして有効で、利用可能であることがわかりました。このICは、幅広い利得範囲で適切なノイズ指数と低消費電流を実現できます。

MAX2371評価キットの回路図

図6.
図6.

MAX2371評価キットのBOM (部品表)

Item Reference Description Value
1 C1 0402 Capacitor Open
2 C10 0402 Capacitor 0.015µF
3 C19 Capacitor 100nF
4 C2 0402 Capacitor 8.2pF
5 C3 0402 Capacitor Open
6 C4 0402 Capacitor 1500pF
7 C5 0402 Capacitor 1500pF
8 C6 0402 Capacitor 4.7pF
9 C7 0402 Capacitor Open
10 C8 0805 Capacitor 1.0µF
11 C9 Capacitor 10nF
12 J1-3 Three PIN INLINE HEADER
13 J4 SIX PIN INLINE HEADER
14 J5-6 Two PIN INLINE HEADER
15 L1 0603 Inductor Open
16 L2 39nH
17 L4 0603 Inductor 33nH
18 L5 Inductor 82nH
19 P1-2 SMA Connector
20 R1 1.1K
21 R2 220
22 R3 0
23 U1 MAX2371EGC LNA/AGC Attenuator