要約：このアプリケーションノートでは、MAX2683 3.5GHzアップコンバータの機能を紹介します。標準の回路図を示すとともに、3.55GHz出力、1.6GHz LO、および350MHz入力用のマッチング部品を紹介します。ノイズ指数は～12.5dBで、変換利得は8.6dBです。集積回路(IC)はダウンコンバータとしても使用できます。設計エンジニアの参考用として、Sパラメータ表へのリンクも記載しています。 追加情報 ワイヤレス製品ラインのページ クイックビューデータシート アプリケーションテクニカルサポート はじめに MAX2683は、ギルバートセルをベースにしたダブルバランスド能動ミキサです。ギルバートセルは最大3.5GHzのRF入力を受け取り、最大3.6GHzのIF出力を生成できます。調整可能なバイアス制御、変換利得、不整合の影響が出にくいこと、優れたアイソレーションなどの機能をとてもコンパクトな形式に備えています。 このアプリケーションノートでは、MAX2683のミキサ、設計のヒント、及び代表的な性能について簡単に説明しています。 アップコンバータの評価 ミキサの基本特性は周波数変換です。この特性は、ほとんどすべてのトランスミッタで利用されています。標準的な動作では、fMODの周波数で動作する変調信号はミキサの1つ目のポートに挿入し、fLO動作する変調信号はミキサの1つ目のポートに挿入し、fLOの周波数での局部発振器(LO)信号は2つ目のポートに挿入します。結果として得られる無線周波数(RF)の出力信号をfMOD + fLOの周波数にアップコンバートします。変調されたfMODの波形すなわちcos(fMOD × t)とLOの波形を掛け合わせることで、周波数が変換されます。三角法から、次の式が得られます。 Cos(fMOD × t) × cos(fLO × t) = 1/2cos(fLO - fMOD) ± 1/2cos(fLO ± fMOD) この理想的な掛け合わせにおいて、ミキサの出力に含まれている成分は、周波数がfLO - fMODとfLO + fMODの信号のみです。したがって、元の変調信号fMODと局部信号fLOは、アップコンバータの出力RFポートでは完全に抑制されるということです。 ギルバートセル能動ミキサはエミッタカップリングされたペアのアンプをベースにしています。このアンプの動作については、変調信号をコモンモードの成分と差動モードの成分に分けることにより最もよく理解できるようになります。変調信号はペアの片側に入力されますが、反対側はコンデンサを通してAC接地されます。対称性から、コモンモードの成分は2つの分岐間の電流をシフトするので、小信号に対して標準的なコモンエミッタアンプとして働きます。MAX2683は、LOレートでの±によって変調信号を逓倍し、必要なダブルバランスドミキサの特性を得るため、4つのクロスカップリング型のデバイスを基本アンプに用いています。これらのデバイスをエミッタカップリングされたペアと組み合わせることで、基本ギルバートセルが完成します。変調信号入力と同じく、LOもシングルエンド方式で挿入され、反対側はコンデンサを通してAC接地されます。正のLO電圧によりデバイスの外部セットがオンになり、LOレートでの±によって変調信号が逓倍されます。一方、負のLO電圧により内部ペアがオンになり、同じくLOレートでの±によって変調信号が逓倍されます。 製品設計と主要な性能 MAX2683は、+2.7～+5.5Vの単一電源で動作します。デバイスは、最大3.6GHzの特別なアプリケーション用として、露出パドル付きウルトラスモール16ピンTSSOP-EPパッケージで提供されます。シングルエンドRFポート、LO入力ポート、及び差動オープンコレクタ出力ポート付きのダブルバランスドギルバートセルのアーキテクチャを使用しています。差動出力ポートは、シングルエンドまたは差動のいずれのアプリケーションについても広帯域でフレキシブルなインタフェースを提供します。MAX2683は、外付け抵抗で設定する、調整可能なバイアス制御機能を備え、ユーザは消費電流と直線性のバランスをとってシステム性能を最適化できます。ロジックレベルの制御で、このデバイス上の内部周波数ダブラを有効にすることにより、外部局部発振器ソースをフルまたはハーフ周波数で駆動できるようになります。内部LOフィルタはLO高調波とスプリアスミキシングを低減します。図1はMAX2683アプリケーションの簡易ブロック図です。図2はMAX2683のピン説明図です。主要な性能の結果についての詳細を以下に示します。 図1. MAX2683アプリケーションの簡易ブロック図 図2. MAX2683のピン説明図 DCバイアス MAX2683はDCバイアスを必要とします。通常の受動ミキサが、AC信号を使ってデバイスの導通をもたらすのに対し、能動ギルバートセルミキサはDC電源を必要とします。DCバイアスは電圧VCCの形でデバイスに加えられます。ギルバートセル内のトランジスタを導通させるだけの電圧を印加しなければ、必要なスイッチング動作を行うことができません。ミキサを動作させるために必要な最小電圧は2.7Vです。VCCを増大するにつれ、単純なバイアス方式でトランジスタをより確実にオンにできるようになります。圧縮ポイントが上昇するとともにミキサの利得が増大します。バイアスの変化は直線性に影響するため、こうした変化はミキサで生成される高調波とスプリアス信号のレベルを変化させます。バイアスの変化はチップ内のトランジスタのftにも影響します。したがって、ミキサが動作する周波数範囲にも影響することになります。MAX2683の直線性と消費電流は、1個の抵抗、BIAS (BIAS～GND)で外部からプログラムできます。1.2kΩの公称抵抗値で消費電流を55mAに設定できます。抵抗値を下げると、消費電流の増大と引き換えに直線性が向上します。抵抗値を上げると、消費電流は低減しますが、直線性が低下します。820Ω～2.0kΩの抵抗値を使用してください。 利得 MAX2683には変換利得があるため、通常に使用した場合、出力信号の電力レベルは入力信号のレベルよりも高くなります。MAX2683の利得のほとんどは、ギルバートセル内のエミッタカップリングされたアンプから得られます。得られる利得の総量は、周波数、動作温度、発振器信号、及びバイアスレベルによって変化します。利得と直線性を最適化するためには、どのようなRF/マイクロ波回路であれ、厳密に設計されたPCボードが必須の部品となります。損失、輻射、及びインダクタンスを低減するためにRF信号ラインはできるだけ短くしてください。各グランドピンのグランドプレーンには別個の低インダクタンスバイアスを使用します。最高の性能を発揮するには、デバイスパッケージのボタン上の露出パッドをボードのグランドプレーンにはんだ付けしてください。差動オープンコレクタのRFOUT-及びRFOUT+ポートには、VCCに対する外付けのプルアップインダクタと、最適な利得性能を引き出すための出力マッチングネットワークが必要です。変調信号入力、LO入力、及びRF出力のSパラメータを表2に示します。設計者は、この表を参照して、システムの仕様を満足する最適なマッチング回路を開発できます。 発振器信号 MAX2683には低い発振器駆動レベルが必要です。ギルバートセルをベースにしたミキサで、LO信号に最も必要な機能は、クロスカップリング型クワッドの内部トランジスタと外部トランジスタ間の導通経路を切り替えることです。この機能は、比較的小さな電力しか必要としません。一般に、ギルバートセルミキサのスプリアス応答は、低い発振器駆動レベルのときに向上します。MAX2683アップコンバータへのLO電力が増大すると、クワッドのトランジスタとエミッタカップリングされたペアは飽和状態となり(実際には｢擬似飽和状態｣)、直線性が低下します。LO駆動レベルが公称特性値から低下するとき、変換利得に大きな影響が出ない範囲は5～10dBです。LO駆動レベルがさらに低下すると、変換利得は｢ロールオフ｣します。正弦波のLO信号は多くの(高調派関連の)周波数成分を持ちえないのです。MAX2683の標準LO入力電力は、50𔮠でのマッチング時に-5dBmです。 動作周波数範囲 MAX2683は非常に広い周波数範囲にわたって動作します。これは、ダウンコンバータまたはアップコンバータとして動作可能です。ギルバートセルクワッドによる変調信号の周波数は最大3.8GHzに達します。適切な出力マッチングネットワークを設ければ、出力周波数範囲は3.6GHzに達します。MAX2683は、、内部LO周波数ダブラの機能を備えているため、外部LOをフルまたはハーフ周波数で駆動することかできます。ハーフ周波数でLOを駆動すると、アンプを通してアンテナへ流れる、不要なLOの漏れを低減できるという利点が得られます。内部LOバンドパスフィルタは周波数ダブラの後ろに内蔵されており、LO高調波成分とスプリアスミキシングの低減に寄与します。LO周波数ダブラを有効にするには、ENX2をロジックのローレベル側で駆動し、ハーフ周波数の外部LOをLOX2ポートに接続します。LO周波数ダブラとLOフィルタを無効にしてバイパスするには、ENX2をロジックのハイレベル側で駆動し、フル周波数の外部LOをLOX1ポートに接続します。LOダブラを無効にすると、15mAまで消費電流を低減できるという利点が得られます。LOX1の最大周波数範囲は3.9GHzです。LOX2の周波数範囲は最大1.95GHzです。 ノイズ指数 ギルバートセルの構造は、低ノイズ用の構成ではありません。ミキサのノイズ指数は主に次の要素から生じます。すなわち、4つのコレクタクロスカップリングのトランジスタによるショットノイズ、エミッタカップリングされたペア内の両方のトランジスタによるノイズ、及びエミッタカップリングされたペアとともに使用する2つのフィードバック抵抗による熱雑音です。入力LO電力が非常に低いと、LOのスイッチング動作がミキサのノイズ指数に影響する可能性があります。MAX2683の標準ノイズ指数は約12.5dBです。 マッチング回路 最適な性能を得るため、3つのポートは適切なマッチングを行う必要があります。表1に、50MHz～6GHzの周波数範囲を網羅した、3つのポートについての全Sパラメータを示します。設計者はこの表を参照して、システムの仕様を満足する最良のマッチング回路を選択できます。このアプリケーションノートには、3つのポート用の代表的なマッチング回路を示した、アプリケーション回路図を掲載しています。入力ポートは周波数350MHz、LOポートは1.6GHz、出力ポートは3.55GHzにマッチングされています。 表1. MAX2683のSパラメータ(各リンクをクリックすれば表を参照できます) 表1.1. F入力S11パラメータ FREQ. 5VDC 5VDC 3.3VDC 3.3VDC FREQ. 5VDC 5VDC 3.3VDC 3.3VDC (MHz) Amplitude Degree Amplitude Degree (MHz) Amplitude Degree Amplitude Degree 50 0.868 -4.4 0.868 -4.5 3050 0.566 -147.1 0.557 -154.6 100 0.851 -7.7 0.850 -7.9 3100 0.563 -147.5 0.555 -157.1 150 0.817 -13.9 0.813 -16.4 3150 0.562 -151.9 0.556 -159.2 200 0.801 -10.1 0.797 -11.6 3200 0.544 -154.3 0.559 -162.4 250 0.816 -11.8 0.814 -12.5 3250 0.568 -156.6 0.564 -164.7 300 0.831 -21.1 0.830 -22.5 3300 0.574 -160.0 0.572 -167.1 350 0.791 -22.4 0.789 -25.0 3350 0.583 -162.0 0.582 -169.4 400 0.770 -27.4 0.578 -30.0 3400 0.593 -164.0 0.592 -171.2 450 0.710 -27.2 0.639 -30.6 3450 0.604 -167.3 0.603 -174.2 500 0.715 -28.3 0.700 -29.9 3500 0.617 -169.1 0.616 -176.4 550 0.713 -30.8 0.701 -32.2 3550 0.631 -171.4 0.636 -178.7 600 0.705 -33.3 0.691 -34.8 3600 0.644 -173.8 0.644 179.0 650 0.698 -35.8 0.688 -37.5 3650 0.657 -176.2 0.656 176.3 700 0.690 -38.4 0.680 -40.1 3700 0.669 -178.8 0.665 173.5 750 0.682 -40.9 0.672 -42.6 3750 0.678 178.6 0.672 170.8 800 0.672 -43.1 0.662 -44.9 3800 0.685 175.8 0.677 168.1 850 0.665 -45.0 0.654 -47.0 3850 0.688 172.2 0.677 165.2 900 0.660 -47.0 0.648 -49.1 3900 0.689 170.1 0.674 162.0 950 0.654 -49.1 0.643 -51.3 3950 0.684 167.0 0.666 158.9 1000 0.651 -50.9 0.638 -52.0 4000 0.675 164.0 0.654 155.0 1050 0.635 -55.1 0.623 -58.0 4050 0.661 163.3 0.639 136.0 1100 0.635 -58.1 0.622 -61.5 4100 0.648 160.1 0.624 153.7 1150 0.633 -60.3 0.618 -63.6 4150 0.632 158.2 0.608 151.2 1200 0.631 -61.9 0.617 -65.6 4200 0.615 155.7 0.591 148.8 1250 0.631 -63.5 0.619 -67.1 4250 0.599 152.2 0.575 146.5 1300 0.633 -65.2 0.618 -68.6 4300 0.584 151.9 0.561 144.4 1350 0.633 -66.7 0.615 -70.4 4350 0.571 149.7 0.550 142.4 1400 0.630 -68.7 0.615 -72.4 4400 0.561 147.8 0.541 140.7 1450 0.630 -70.7 0.615 -74.5 4450 0.553 146.7 0.535 139.0 1500 0.630 -72.7 0.614 -76.5 4500 0.549 144.2 0.532 137.1 1550 0.629 -74.8 0.614 -78.1 4550 0.547 140.5 0.532 133.4 1600 0.627 -77.3 0.612 -81.0 4600 0.548 138.8 0.534 131.8 1650 0.622 -79.9 0.607 -82.2 4650 0.552 137.3 0.541 130.4 1700 0.619 -82.5 0.604 -85.9 4700 0.558 135.9 0.548 129.1 1750 0.618 -85.0 0.604 -89.4 4750 0.566 134.4 0.556 127.5 1800 0.618 -87.6 0.605 -92.1 4800 0.577 133.1 0.569 126.2 1850 0.616 -90.5 0.604 -95.0 4850 0.589 131.7 0.581 124.9 1900 0.615 -93.3 0.602 -98.2 4900 0.604 130.4 0.595 123.6 1950 0.612 -96.0 0.600 -101.0 4950 0.616 128.9 0.607 122.1 2000 0.612 -98.7 0.601 -103.2 5000 0.628 127.3 0.619 120.4 2050 0.609 -96.7 0.600 -100.9 5050 0.671 127.8 0.644 120.9 2100 0.614 -98.1 0.605 -102.6 5100 0.660 127.9 0.644 121.2 2150 0.620 -100.0 0.613 -105.1 5150 0.663 127.7 0.647 121.1 2200 0.626 -102.0 0.618 -107.5 5200 0.668 127.2 0.651 120.1 2250 0.634 -105.1 0.626 -109.9 5250 0.671 126.2 0.654 119.4 2300 0.640 -107.5 0.632 -112.4 5300 0.674 124.3 0.653 117.9 2350 0.644 -110.1 0.636 -115.1 5350 0.672 123.1 0.650 116.1 2400 0.647 -112.2 0.636 -118.1 5400 0.668 121.4 0.644 114.3 2450 0.642 -115.0 0.634 -121.0 5450 0.659 119.4 0.632 112.4 2500 0.645 -116.7 0.632 -123.9 5500 0.647 117.7 0.618 110.9 2550 0.642 -119.3 0.626 -126.7 5550 0.633 116.4 0.603 108.0 2600 0.636 -122.0 0.616 -129.5 5600 0.620 114.6 0.591 107.4 2650 0.627 -124.4 0.604 -132.1 5650 0.608 113.1 0.581 106.5 2700 0.616 -127.1 0.596 -134.3 5700 0.598 111.4 0.572 105.2 2750 0.608 -129.2 0.590 -136.4 5750 0.587 109.6 0.563 103.3 2800 0.600 -131.1 0.584 -138.8 5800 0.577 108.1 0.554 101.4 2850 0.592 -134.2 0.577 -141.4 5850 0.569 106.2 0.547 99.9 2900 0.583 -136.7 0.569 -144.1 5900 0.562 105.1 0.541 98.5 2950 0.576 -139.2 0.562 -146.7 5950 0.556 103.0 0.557 97.1 3000 0.570 -141.7 0.558 -149.2 6000 0.551 102.1 0.553 96.0 表1.2. LOX1入力S11パラメータ FREQ. 5VDC 5VDC 3.3VDC 3.3VDC FREQ. 5VDC 5VDC 3.3VDC 3.3VDC (MHz) Amplitude Degree Amplitude Degree (MHz) Amplitude Degree Amplitude Degree 50 0.648 -30.3 0.648 -30.4 3050 0.155 173.0 0.162 170.5 100 0.460 -33.8 0.459 -39.9 3100 0.157 169.0 0.164 165.7 150 0.382 -32.2 0.381 -32.2 3150 0.159 165.0 0.167 161.5 200 0.343 -30.7 0.342 -30.7 3200 0.162 161.0 0.169 157.7 250 0.318 -29.8 0.318 -29.0 3250 0.165 158.0 0.173 154.4 300 0.301 -29.6 0.300 -29.8 3300 0.168 155.0 0.175 151.6 350 0.287 -30.0 0.287 -30.2 3350 0.171 152.0 0.177 149.5 400 0.276 -30.7 0.276 -30.9 3400 0.173 150.0 0.179 147.7 450 0.266 -30.7 0.267 -32.1 3450 0.173 149.0 0.178 146.1 500 0.260 -33.3 0.261 33.6 3500 0.172 147.0 0.177 144.8 550 0.260 -33.3 0.261 -33.6 3550 0.170 146.0 0.174 143.6 600 0.255 -35.1 0.250 -37.0 3600 0.167 145.0 0.171 142.9 650 0.250 -37.0 0.248 -39.4 3650 0.162 145.0 0.166 142.4 700 0.245 -41.1 0.245 -41.5 3700 0.155 145.0 0.160 142.1 750 0.244 -43.4 0.245 -43.8 3750 0.148 144.0 0.152 141.9 800 0.244 -45.6 0.245 -46.1 3800 0.140 144.0 0.143 141.2 850 0.250 -47.7 0.246 -48.3 3850 0.131 144.0 0.134 141.4 900 0.245 -50.0 0.247 -50.7 3900 0.122 144.0 0.126 140.5 950 0.246 -52.3 0.247 -53.3 3950 0.112 143.0 0.116 139.4 1000 0.246 -54.7 0.246 -55.0 4000 0.102 142.0 0.106 137.9 1050 0.242 -59.1 0.242 -60.5 4050 0.100 142.0 0.104 138.4 1100 0.240 -61.5 0.240 -62.3 4100 0.091 141.0 0.095 137.1 1150 0.238 -63.1 0.238 -63.9 4150 0.083 139.0 0.087 135.1 1200 0.235 -64.7 0.236 -65.5 4200 0.074 138.0 0.079 132.5 1250 0.233 -66.2 0.233 -67.1 4250 0.067 135.0 0.071 129.8 1300 0.230 -68.0 0.230 -68.9 4300 0.060 133.0 0.065 126.7 1350 0.226 -69.7 0.226 -70.5 4350 0.055 129.0 0.060 123.0 1400 0.222 -71.5 0.222 -72.5 4400 0.050 126.0 0.055 119.1 1450 0.218 -73.6 0.218 -74.6 4450 0.046 123.0 0.051 116.3 1500 0.214 -75.9 0.214 -77.0 4500 0.045 123.0 0.050 115.8 1550 0.209 -78.4 0.211 -79.5 4550 0.045 124.0 0.050 117.2 1600 0.205 -81.1 0.207 -82.2 4600 0.047 126.0 0.053 118.8 1650 0.202 -84.0 0.204 -85.2 4650 0.053 128.0 0.058 121.2 1700 0.199 -87.1 0.200 -88.4 4700 0.060 129.0 0.064 122.7 1750 0.197 -90.5 0.199 -91.9 4750 0.068 130.0 0.072 123.9 1800 0.195 -94.0 0.197 -95.4 4800 0.076 130.0 0.064 122.5 1850 0.195 -97.4 0.197 -99.0 4850 0.083 130.0 0.086 125.3 1900 0.195 -97.5 0.197 -102.4 4900 0.091 131.0 0.094 126.4 1950 0.194 -101.0 0.195 -106.6 4950 0.099 132.0 0.102 127.6 2000 0.193 -105.0 0.195 -109.5 5000 0.100 133.0 0.111 128.6 2050 0.196 -110.0 0.199 -111.4 5050 0.122 132.0 0.125 128.0 2100 0.199 -112.0 0.202 -113.7 5100 0.129 132.0 0.131 128.0 2150 0.201 -114.0 0.204 -116.0 5150 0.134 133.0 0.137 129.4 2200 0.202 -116.0 0.206 -128.1 5200 0.139 133.0 0.142 129.2 2250 0.204 -118.0 0.208 -120.0 5250 0.142 133.0 0.144 128.5 2300 0.205 -120.0 0.209 -122.0 5300 0.144 132.0 0.146 127.4 2350 0.205 -122.0 0.209 -123.8 5350 0.144 130.0 0.146 125.5 2400 0.204 -123.0 0.208 -125.1 5400 0.141 127.0 0.142 123.2 2450 0.202 -125.0 0.206 -127.4 5450 0.136 125.0 0.137 120.1 2500 0.200 -127.0 0.204 -129.7 5500 0.129 122.0 0.131 116.5 2550 0.197 -129.0 0.202 -132.4 5550 0.121 1118.0 0.121 112.9 2600 0.193 -132.0 0.198 -135.7 5600 0.110 113.0 0.117 106.4 2650 0.189 -136.0 0.193 -139.6 5650 0.098 106.0 0.100 99.3 2700 0.183 -141.0 0.187 -144.4 5700 0.088 99.0 0.091 190.9 2750 0.175 -146.0 0.179 -149.4 5750 0.079 189.0 0.083 181.1 2800 0.168 -151.0 0.172 -154.6 5800 0.070 78.0 0.076 169.3 2850 0.162 -156.0 0.167 -159.9 5850 0.065 63.0 0.073 155.9 2900 0.157 -161.0 0.163 -165.1 5900 0.063 49.0 0.073 142.0 2950 0.155 -167.0 0.161 -170.9 5950 0.064 33.0 0.075 28.5 3000 0.153 -173.0 0.160 -176.7 6000 0.067 18.0 0.079 16.1 表1.3. LOX2入力S11パラメータ FREQ. 5VDC 5VDC 3.3VDC 3.3VDC FREQ. 5VDC 5VDC 3.3VDC 3.3VDC (MHz) Amplitude Degree Amplitude Degree (MHz) Amplitude Degree Amplitude Degree 50 0.756 -18.6 0.775 -19.6 1550 0.304 -92.1 0.306 -93.3 100 0.619 -26.4 0.625 -27.2 1600 0.301 -94.5 0.304 -95.7 150 0.537 -29.1 0.599 -29.7 1650 0.299 -97.1 0.303 -98.4 200 0.488 -30.7 0.489 -31.2 1700 0.299 -99.8 0.302 -101.1 250 0.455 -32.2 0.456 -32.7 1750 0.298 -102.3 0.300 -103.9 300 0.431 -34.1 0.432 -34.5 1800 0.298 -105.4 0.301 -106.7 350 0.411 -35.1 0.413 -36.6 1850 0.299 -108.1 0.301 -109.5 400 0.395 -38.4 0.397 -38.8 1900 0.299 -110.8 0.303 -112.2 450 0.382 -40.8 0.382 -41.3 1950 0.302 -113.4 0.305 -114.7 500 0.370 -43.4 0.372 -43.9 2000 0.303 -115.9 0.307 -117.4 550 0.362 -46.1 0.362 -46.6 2050 0.310 -117.1 0.314 -118.6 600 0.354 -48.8 0.355 -49.4 2100 0.315 -119.2 0.319 -120.7 650 0.348 -51.6 0.349 -52.2 2150 0.305 -115.0 0.324 -122.7 700 0.344 -54.3 0.345 -55.9 2200 0.324 -123.0 0.329 -124.6 750 0.341 -57.1 0.342 -57.9 2250 0.327 -124.8 0.332 -126.4 800 0.338 -59.9 0.340 -60.5 2300 0.330 -126.5 0.335 -128.2 850 0.337 -62.4 0.337 -632.0 2350 0.334 -128.1 0.327 -129.9 900 0.335 -65.0 0.336 -65.7 2400 0.335 -129.7 0.339 -131.4 950 0.332 -67.3 0.334 -68.0 2450 0.335 -131.4 0.337 -133.2 1000 0.331 -69.4 0.332 -70.2 2500 0.333 -133.1 0.336 -137.9 1050 0.326 -72.1 0.327 -73.4 2550 0.330 -134.7 0.333 -136.7 1100 0.325 -74.6 0.325 -75.6 2600 0.325 -136.8 0.330 -138.7 1150 0.323 -76.3 0.325 -77.1 2650 0.319 -138.8 0.323 -140.8 1200 0.322 -78.1 0.323 -78.9 2700 0.312 -140.7 0.316 -142.9 1250 0.319 -79.8 0.321 -80.7 2750 0.305 -142.6 0.309 -144.9 1300 0.316 -81.5 0.318 -82.5 2800 0.299 -144.7 0.303 -146.0 1350 0.327 -71.1 0.315 -84.4 2850 0.295 -146.9 0.298 -147.1 1400 0.312 -85.4 0.313 -83.4 2900 0.291 -149.1 0.293 -151.4 1450 0.308 -87.4 0.311 -88.5 2950 0.287 -151.4 0.289 -153.7 1500 0.306 -89.7 0.309 -90.9 3000 0.285 -153.6 0.287 -156.0 表1.4. アップコンバータ出力S22パラメータ FREQ. 5VDC 5VDC 3.3VDC 3.3VDC FREQ. 5VDC 5VDC 3.3VDC 3.3VDC (MHz) Amplitude Degree Amplitude Degree (MHz) Amplitude Degree Amplitude Degree 50 0.883 -6.1 0.912 -6.9 3050 0.739 129.7 0.738 129.6 100 0.962 -11.1 0.883 -11.5 3100 0.729 126.8 0.729 126.8 150 0.838 -14.6 0.857 -14.7 3150 0.710 124.5 0.711 124.7 200 0.827 -16.5 0.845 -16.5 3200 0.686 122.6 0.687 122.8 250 0.841 -17.6 0.859 -18.3 3250 0.654 120.8 0.657 121.1 300 0.854 -20.3 0.871 -21.1 3300 0.620 119.0 0.625 119.4 350 0.863 -23.0 0.878 -24.2 3350 0.589 116.8 0.595 117.4 400 0.863 -26.4 0.877 -27.3 3400 0.564 114.6 0.570 115.0 450 0.858 -29.7 0.872 -30.7 3450 0.543 111.7 0.551 112.2 500 0.851 -33.3 0.864 -34.3 3500 0.532 108.6 0.541 109.1 550 0.841 -37.6 0.853 -38.7 3550 0.530 105.6 0.541 106.2 600 0.827 -42.4 0.840 -43.6 3600 0.539 103.6 0.550 103.8 650 0.812 -47.8 0.825 -49.1 3650 0.558 101.0 0.570 101.8 700 0.793 -53.7 0.807 -55.2 3700 0.583 99.9 0.597 100.5 750 0.774 -59.7 0.787 -61.6 3750 0.613 99.4 0.628 99.9 800 0.756 -65.6 0.762 -67.7 3800 0.644 99.4 0.660 99.8 850 0.739 -71.0 0.737 -73.1 3850 0.672 99.7 0.690 99.9 900 0.723 -75.7 0.714 -77.1 3900 0.694 100.4 0.713 100.2 950 0.709 -79.1 0.700 -79.9 3950 0.707 100.1 0.726 100.3 1000 0.712 -83.3 0.715 -83.7 4000 0.706 100.5 0.725 100.3 1050 0.715 -87.0 0.711 -87.6 4050 0.690 103.2 0.709 102.8 1100 0.718 -89.3 0.717 -89.4 4100 0.667 102.9 0.686 102.3 1150 0.723 -91.1 0.723 -91.0 4150 0.635 101.9 0.623 101.2 1200 0.725 -93.0 0.727 -93.2 4200 0.599 100.1 0.615 99.3 1250 0.723 -95.4 0.726 -95.6 4250 0.563 97.3 0.578 96.2 1300 0.715 -98.1 0.720 -98.3 4300 0.531 93.2 0.547 92.0 1350 0.702 -101.0 0.708 -101.0 4350 0.512 87.8 0.527 86.7 1400 0.684 -104.6 0.691 -104.0 4400 0.505 81.7 0.521 80.6 1450 0.661 -108.6 0.669 -109.0 4450 0.511 75.7 0.527 74.7 1500 0.633 -112.8 0.642 -113.0 4500 0.532 70.8 0.547 69.8 1550 0.692 -116.9 0.621 -117.3 4550 0.562 57.3 0.576 86.4 1600 0.594 -121.7 0.609 -122.2 4600 0.594 65.3 0.609 64.4 1650 0.577 -126.5 0.589 -127.0 4650 0.627 64.4 0.641 63.6 1700 0.569 -130.9 0.581 -131.6 4700 0.656 64.7 0.669 63.9 1750 0.567 -135.5 0.581 -136.1 4750 0.677 66.0 0.689 65.2 1800 0.571 -140.1 0.585 -140.7 4800 0.694 67.7 0.705 67.0 1850 0.580 -144.0 0.595 -144.9 4850 0.703 69.8 0.711 69.0 1900 0.592 -148.2 0.607 -148.9 4900 0.706 71.9 0.715 71.1 1950 0.608 -151.0 0.623 -152.6 4950 0.702 73.6 0.710 72.8 2000 0.624 -155.0 0.639 -156.9 5000 0.691 75.0 0.699 74.2 2050 0.651 -156.0 0.667 -157.7 5050 0.697 77.1 0.705 76.3 2100 0.674 -166.5 0.689 -151.3 5100 0.694 76.8 0.702 75.7 2150 0.689 -163.5 0.704 -167.7 5150 0.684 74.5 0.692 73.6 2200 0.704 -166.7 0.717 -167.8 5200 0.665 70.8 0.673 69.7 2250 0.711 -170.3 0.723 -171.5 5250 0.644 65.9 0.651 64.7 2300 0.703 -174.0 0.714 -175.2 5300 0.624 60.2 0.631 59.0 2350 0.687 -177.0 0.695 -178.4 5350 0.607 54.3 0.613 53.9 2400 0.669 -179.9 0.677 178.6 5400 0.592 48.9 0.598 47.5 2450 0.647 176.0 0.652 175.3 5450 0.581 44.5 0.585 43.3 2500 0.622 173.6 0.627 172.3 5500 0.573 41.7 0.578 40.5 2550 0.604 170.5 0.609 169.2 5550 0.569 40.3 0.574 39.1 2600 0.592 166.9 0.597 165.6 5600 0.567 39.7 0.570 38.6 2650 0.589 163.0 0.593 161.7 5650 0.565 40.1 0.569 39.1 2700 0.594 158.8 0.590 157.7 5700 0.565 41.2 0.568 40.2 2750 0.609 154.4 0.612 153.4 5750 0.566 42.6 0.569 41.7 2800 0.631 149.9 0.634 149.0 5800 0.570 43.7 0.572 42.9 2850 0.656 145.3 0.658 144.6 5850 0.576 45.1 0.580 44.3 2900 0.682 141.4 0.683 140.8 5900 0.583 46.0 0.586 45.5 2950 0.709 137.6 0.710 137.2 5950 0.597 47.0 0.595 46.3 3000 0.729 133.9 0.728 133.6 6000 0.605 47.4 0.609 46.7 直線性とダイナミックレンジ ギルバートセル構造は、広いダイナミックレンジを備えたミキサを実現するものではありません。次の2つの式はリニアダイナミックレンジとスプリアスフリーのダイナミックレンジを示しています。 リニアダイナミックレンジ = P1dB - [NF + G + 3dB - 114dBm + 10log10(BW)] スプリアスフリーのダイナミックレンジ = 2/3[IP3 - G - NF - 10log10(BW) + 114dBm] ここで、P1dBは利得圧縮1dBでのミキサの出力電力(dBm)、NFはミキサのノイズ指数(dB)、Gはミキサの変換利得(dB)、BWはミキサの帯域幅(dB)、及びIP3は出力3次インターセプトポイント(dB)です。これらの式が示すように、ダイナミックレンジはノイズ指数、出力圧縮ポイント、インターセプトポイント、及び利得の関数です。MAX2683は適度のdB変換利得を有するため、ダイナミックレンジは極端に低くはありません。MAX2683の直線性は1個の抵抗で外部からプログラムできます。バイアス抵抗値の増減によってMAX2683の直線性の性能は変化します。バイアス抵抗の値が変化するときには、直線性と消費電流がトレードオフの関係にあります。 標準アプリケーション 図3に標準的なアップコンバータのアプリケーション回路を示します。図に示すように、ミキサは、RF入力アンプ付きのギルバートセルをベースにしたマルチプライヤです。このようなダブルバランスドミキサにより、良好なポート間のアイソレーションと、出力端での低LOフリースルーが得られます。RF出力ポートの入力は、差動動作用に設定されます。ただし、RF入力とLO入力はシングルエンド動作で駆動できます。LOとRFの入力は50Ωです。ミキサの出力には外部マッチングネットワークが必要です。これは出力の高インピーダンスを低いインピーダンスにコンバートして、システムの要件を満足するためです。バランやインピーダンスマッチングトランスは、このようなインピーダンス変換や、差動からシングルエンドへの変換用に必要となります。アプリケーション回路のテストデータを表2に示します。 図3. MAX2683のアプリケーション回路図 表2. MAX2683アプリケーションのテストデータ (テスト条件：VCC = +5.0V、RBIAS = 1.2kΩ、/ENX2\ = GND、fRFIN = 350MHz、PRFIN = -20dBm、fLO = 1600MHz、PLO = -5dBm、全入力/出力ポートは50Ωで終端処理。RFOUT+及びRFOUT-はシングルエンドの50Ω負荷にマッチング。特に指定がない限りTA = +25℃) PARAMETER CONDITIONS TESTED UNITS Input Frequency Range Note 1 350 MHz RF Output Frequency Range Note 1 3.55 GHz LOX2 Frequency Range 1.6 GHz LOX1 Frequency Range N/A GHz Conversion Gain fLOX2 = 1600MHz, fRFOUT = 3.55GHz, VCC = +5V 8.6 dB Gain Variation over Temperature TA = -40℃ to +85℃, VCC = +5V TBD dB Input 1dB Compression Point fLOX2 = 1600MHz, fRFOUT = 3.55GHz, VCC = +5V -6 dBm Input Third-Order Intercept Point fLOX2 = 1600MHz, fRFOUT = 3.55GHz, VCC = +5V, Note 2 +1.3 dBm Input Second-Order Intercept Point fLOX2 = 1600MHz, fRFOUT = 3.55GHz, VCC = +5V +42.6 dBm Noise Figure TBD dB RFIN Input Return Loss At 350 MHz < -20 dB LOX2 Leakage at RFIN /ENX2\ = GND fRFIN = 1 x fLO -42 dBm fRFIN = 2 x fLO -38 fRFIN = 3 x fLO -49 LOX1 Leakage at RFIN /ENX2\ = Vcc fRFOUT = 1 x fLO N/A dBm LOX2 Leakage at IFOUT + , RFOUT- /ENX2\ = GND fRFOUT = 1 x fLO -32.7 dBm fRFOUT = 2 x fLO -16.4 fRFOUT = 3 x fLO -53.1 LOX1 Leakage at IFOUT + , RFOUT- /ENX2\ = Vcc fRFOUT = 1 x fLO -39 dBm LOX1, LOX2 Input Return Loss -18 dB 注 注1：デバイスは、この指定周波数範囲内で特性を発揮するよう設計されています。この範囲外での動作も可能ですが、動作を保証するものではありません。 注2：IIP3は、350MHzと351MHzの2つのトーンで測定しています。トーン当たり-20dBmで、fRFLO = 1.6GHzです。 注3：IIP2は、fRFIIN = 350MHz、PRFIN = -20dBm、fLO = 1.6GHzで測定しています。 注4：入力マッチングは、fRFIIN = 350MHzで最良のリターンロスが得られるよう最適化されています。 フィードバックをお寄せください。 内容に満足されましたか、あるいは満足されていませんか？もっと良いページにできると思いますか？あるいは、単なるコメントでも結構です。フィードバックをお待ちしています。—マキシムはお客様からいただく訂正、提案を元に改善していきます。 このページを評価し、フィードバックを送信する。 自動アップデート お客様が関心のある分野でアプリケーションノートが新規に掲載された際に自動通知Eメールの受信を希望する場合は、EE-Mail™にご登録ください。 その他の情報   APP 286: Dec 29, 2003 MAX2683 選択可能なLOダブラ付き、3.5GHzダウンコンバータミキサ フルデータシート (PDF, 280kB)   ダウンロード、PDFフォーマット (416kB)  AN286, AN 286, APP286, Appnote286, Appnote 286