개요: MAX2470/MAX2471은 개별 및 모듈 기반 VCO 설계를 이용하는 애플리케이션을 위한 적용성이 좋고 저렴하며 역방향 분리도가 높은 (reverse-isolation) 버퍼 앰프다. 이 애플리케이션 노트에서는 MIMO 트랜시버에서 레퍼런스 클록을 커플링하기 위한 기본 동작 및 기법에 대해 설명한다.
MAX2470/MAX2471의 기본 동작
개별 및 모듈 기반 VCO 설계에 이상적인 MAX2470/MAX2471은 적용성이 좋고 저렴하며 역방향 분리도가 높은 버퍼 앰프이다. 두 소자는 모두 하나의 차동 (평형) 부하 또는 2개의 개별 단일 종단 (불평형) 50 부하를 구동할 수 있는 차동 50 출력을 제공한다. MAX2470은 단일 종단 입력을 제공하며 10MHz ~ 500MHz 및 10MHz ~ 200MHz 중에서 주파수 동작 범위를 선택할 수 있다. MAX2471은 차동 입력을 제공하며 10MHz ~ 500MHz에서 동작한다. MAX2470은 +2.7V ~ +5.5V 단일 전원으로 동작한다. -5dBm 출력 전력에서 MAX2470은 고주파수 범위에서 5.5mA를, 저주파수 범위에서 단 3.6mA만을 소비한다. MAX2471은 +2.7V ~ +5.5V 단일 전원으로 동작하고 5.5mA를 소비한다.
그림 1. MAX2470 및 MAX2471 블록 다이어그램
입력 고려사항
MAX2470/MAX2471(그림 1)은 하이 임피던스 입력을 가지므로 VCO의 저왜곡 버퍼링에 이상적이다. 개별 트랜지스터 기반 발진기 설계를 이용한 애플리케이션에서는 간단히 발진기를 입력에 직접 AC 커플링하면 된다. 버퍼의 높은 입력 임피던스는 발진기에 최소한의 부하를 발생시킨다. 입력 임피던스를 더욱 높이고 부하로부터의 영향을 줄이기 위해서는 입력을 먼저 션트-L 정합 회로와 정합시킨 다음 직렬 블로킹 커패시터와 정합시킨다. 50 VCO 모듈과 함께 사용하려면 버퍼 입력(들)을 50 션트 저항으로 종단한 다음 직렬 블로킹 커패시터로 종단한다. 이 기법은 매우 안정적인 50 종단을 제공하고 역방향 분리도를 증가시켜 준다. 높은 이득과 우수한 입력 정합을 모두 요구하는 애플리케이션에서는 50에 대한 버퍼 입력을 단순한 2요소 정합 회로와 리액티브 정합시킨 다음 직렬 블로킹 커패시터와 정합시킨다.
출력 고려사항
MAX2470/MAX2471은 AC 커플링 된 1개의 100 차동 부하 또는 AC 커플링 된 2개의 50 단일 종단 부하를 구동할 수 있는 완전 차동 출력 단을 통합하고 있어, 발진기가 2개의 애플리케이션 회로(믹서와 PLL)를 동시에 구동해야 하는 애플리케이션에 이상적이다. 높은 출력-출력 (output-to-output) 절연은 여러 개의 부하 회로 간 상호작용을 최소화한다.
레이아웃 및 전원 바이패싱
적절히 설계된 PCB는 모든 효율적인 RF/마이크로파 회로에 필수적이다. 모든 고주파 입출력에는 반드시 제어되는 임피던스 라인을 사용하도록 한다. 전원은 VCC 핀에 가능한 가깝게 하여 디커플링 커패시터로 바이패스한다. VCC (전도) 라인이 긴 경우에는 소자 패키지로부터 떨어진 곳에 추가 디커플링 커패시터를 삽입할 필요가 있다.
GND의 적절한 접지는 필수적이다. PCB에서 위쪽에 RF 접지를 사용할 경우, 여기에 GND를 직접 연결한다. 접지 면(ground plane)이 부품 면 (component side) 위에 오지 않는 보드에서 가장 좋은 GND 접지 방법은 패키지에 가까운 접지 면에 도금된 스루홀(via)을 이용하여 GND를 보드에 연결하는 것이다.
MIMO 애플리케이션
MIMO 애플리케이션에서 다중 RF 트랜시버는 공통 레퍼런스 소스를 필요로 하므로, 레퍼런스 신호 출력은 각 트랜시버에 공통 레퍼런스 신호를 공급하기에 충분한 경로로 분배되어야 한다. 각 트랜시버가 단일 종단 입력(불평형)을 갖는다면, MAX2470에서 하나의 출력 포트는 50 부하 저항으로 종단되어야 한다. 다른 출력 포트는 각 트랜시버에 하나씩 개별 경로로 분배되어야 한다. 두 개의 출력 포트는 180°의 위상 차를 가지므로 MIMO 애플리케이션에서는 두 출력 포트를 모두 사용할 수 없다. 50 부하에서 MAX2470 출력 전력은 -5dBm 이하로 설정해야 한다. 설계자는 분배된 레퍼런스 신호 전력이 각 트랜시버 칩의 최소 레퍼런스 신호 레벨을 만족하는지 확인해야 한다.
결론
MAX2470/MAX2471 VCO 버퍼 앰프는 모든 고려사항이 충족된다면 MIMO 트랜시버 레퍼런스 클록의 커플링에 이상적이다. 이 부품에 대한 자세한 내용은 데이터 시트를 참조한다. 이들 소자와 함께 사용하기에 가장 적합한 부품 또는 평가 회로도에 대해서는 EV 킷을 참조한다.
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