개요: MAX2640은 400MHz ~ 2500MHz 주파수 범위에서 동작하는 애플리케이션을 위해 설계된 저가의 저잡음 증폭기이다. 이 애플리케이션 노트에서는 470MHz ~ 770MHz ISDB-T 애플리케이션에서 동작하도록 MAX2640을 튜닝하는 데 필요한 RF 정합 회로를 제시한다. 최적화된 회로는 전체 동작 대역에서 1.2dB 미만의 잡음 지수, 15dB보다 큰 이득, -3dB 미만의 입력 리턴 손실, -12dB 미만의 출력 리턴 손실, -18dBm보다 큰 IIP3, -26dBm보다 큰 입력 P1dB 등의 성능 특성을 갖는다. 개요 MAX2640은 400MHz ~ 2500MHz 주파수 범위에서 동작하는 애플리케이션을 위해 설계된 저가의 저잡음 증폭기(LNA)이다. 이 소자는 +2.7V ~ +5.5V의 넓은 전원 전압 범위에서 동작하며 일반적으로 단 3.3mA의 전류만 소비하면서 낮은 잡음 지수, 높은 이득, 높은 입력 IP3을 제공한다. ISDB(Integrated Services Digital Broadcasting)는 일본에서 개발된 디지털 멀티미디어 방송을 위한 디지털 텔레비전 및 라디오 형식이다. ISDB-T는 지상 및 이동 멀티미디어 애플리케이션을 위한 핵심 표준이다. ISDB-T는 470MHz ~ 770MHz 주파수 대역에서 6MHz의 넓은 채널을 사용하며, 각 채널은 13개의 균등한 대역폭의 세그먼트로 나누어진다. 이 방식은 세그먼트된 채널을 사용하므로 다양한 세그먼트 조합을 사용하여 다른 수준의 대역폭(HDTV, SDTV, 디지털 라디오 등)을 필요로 하는 서비스를 전송할 수 있어 서비스에 유연성을 더해 준다. 이동 애플리케이션은 13세그먼트 중 단 1세그먼트만 사용한다. Maxim은 현재 ISDB-T 애플리케이션을 위한 완벽한 통합 튜너 MAX2160 및 MAX2161/MAX2162를 공급하고 있다. 적절한 튜닝을 통해 MAX2640 LNA는 ISDB-T 튜너의 프런트 엔드에 추가되어 시스템의 잡음 지수를 향상시키고 이득을 증가시키기 위해 사용될 수 있다. 이 애플리케이션 노트에서는 ISDB-T 애플리케이션에서 동작하도록 MAX2640의 성능을 최적화하는 데 사용할 수 있는 정합 회로를 제시한다. LNA 성능 최적화 특정 주파수 범위에서 적절한 정합 부품을 사용하면 RF 증폭기 성능이 향상된다. 증폭기로 인해 신호에 추가되는 잡음의 양을 최소화하는 동시에 시스템 요소 간 최적의 신호 전송을 보장하기 위해서는 증폭기 입력 및 출력에 정확한 소스와 부하 임피던스를 제공해야 한다. 종종 최적의 잡음 지수를 위한 소스 및 부하 임피던스가 최대 이득을 위해 필요한 소스 및 부하 임피던스와 일치하지 않는 경우가 있다. 저잡음 증폭기의 성능을 최적화하기 위해서는 잡음 지수, 리턴 손실 및 이득 간에 절충하여 입/출력 정합 회로를 튜닝해야 한다. MAX2640 EV 킷은 MAX2640을 신속히 프로토타이핑하고 평가할 수 있게 해준다. 이 애플리케이션 노트에서는 입력 및 출력 정합을 최적화하는 데 MAX2640EVKIT을 사용한다. 먼저, MAX2640의 내부 이득과 안정성을 살펴보자. MAX2640의 VCC 라인은 VCC 바이패스 커패시터의 유연한 배치를 가능하게 하므로, VCC 핀과 직렬 연결된 인덕턴스의 양이 변화할 수 있다. VCC 핀과 직렬 연결된 인덕턴스의 양이 증폭기에 미치는 영향은 무시할 수 없는 수준이며, 성능을 향상시키기 위해 튜닝할 수 있는 추가 파라미터를 제공한다. MAX2640에 대한 이전의 분석은 VCC 바이패스 커패시터를 VCC 핀에서 약 4mm ~ 5mm 정도 떨어뜨려 배치하면 내부 이득과 안정성 간에 우수한 절충을 얻을 수 있다는 것을 보여준다(애플리케이션 노트 3571: MAX2640 LNA의 S 파라미터 측정 및 안정성 분석 참조). 역 분리도가 좋지 않은 증폭기에서는 입력 정합에 영향을 미치지 않으면서 출력 정합을 튜닝할 수 없다. 그러나 MAX2640는 출력과 입력 간의 높은 분리도를 제공하므로 입력 및 출력 정합을 개별적으로 튜닝할 수 있다. 이 애플리케이션 노트에서는 이득과 출력 리턴 손실을 최적화하기 위해 먼저 출력 정합을 튜닝한다. 다음으로 입력 정합을 최적화해야 한다. 이 애플리케이션에서는 넓은 동작 대역폭이 필요하므로 입력 튜닝이 더욱 복잡해진다. 대역에서 합리적으로 평탄한 이득과 잡음 지수를 구현하기 위해서는 일부 추가적 절충을 수행해야 한다. 이 애플리케이션 노트에서는 대역폭에 걸쳐 일정한 이득을 유지하면서 잡음 지수를 최소화하는 데 초점을 맞출 것이다. 이를 달성하려면 입력 리턴 손실을 희생해야 한다. 광대역 정합을 제공하기 위해 LNA 입력에는 T-network 정합이 사용되며 DC 블로킹 커패시터도 필요하다. 그림 1은 최종 회로도를 보여주며, 표 1에는 부품 리스트가 나와 있다. 그림 1. 470MHz ~ 770MHZ ISDB-T 애플리케이션을 위한 MAX2640 튜닝 회로 표 1. 470MHz ~ 770MHz ISDB-T 애플리케이션을 위한 MAX2640 EV 킷 부품 리스트 DESIGNATOR DESCRIPTION C1 470pF ceramic cap (0603), Murata GRM1885C1H471JA01B C2 15pF ceramic cap (0603), Murata GRM1885C1H150JA01B C3 10µF ceramic cap (1206), AVX TAJA106D010R C4 470pF ceramic cap (0805), Murata GRM40COG471J50V C5 3.9pF ceramic cap (0603), Murata GRM1885C1H3R3CZ01B L1 10nH wire-wound inductor (0603), Coilcraft 0603CS-10NXJBC L2 22nH wire-wound inductor (0603), Coilcraft 0603CS-22NXJBC 성능 위의 회로를 사용하여 MAX2640의 성능은 VCC = +2.8V 및 TA = +25°C에서 측정된다. 대역의 중앙에서 LNA는 1.05dB 잡음 지수, 15.1dB 이득, -5dB 입력 리턴 손실, -16.5dB 출력 리턴 손실, -16dBm IIP3, -26dBm의 입력 P1dB를 달성한다. 전체 대역폭에서 잡음 지수는 1.2dB 미만이고, 이득 평탄도는 약 ±0.1dB, 입력 리턴 손실은 -3dB 미만, 출력 리턴 손실은 -12.3dB 미만, IIP3은 -18dBm 이상이며, 입력 P1dB는 -26dBm보다 크다. 모든 측정에서 입력 및 출력 정합 부품에 대한 보드 손실은 포함되지 않았다. 정확성을 보장하기 위해 잡음 지수는 패러데이 케이지(Faraday cage)에서 측정되었다. 대역폭의 성능은 그림 2 ~ 그림 5와 같다. 그림 2. 주파수 대비 최적화된 잡음 지수 그림 3. 주파수 대비 최적화된 이득 그림 4. 주파수 대비 최적화된 입/출력 리턴 손실 그림 5. 주파수 대비 최적화된 IIP3/P1dB 의견을 보내주세요! 위 내용이 도움이 되셨나요? 여러분의 의견을 기다립니다 — Maxim은 보내주신 정정이나 제안사항을 반영하고 있습니다. 이 페이지를 평가하고 의견을 보내주십시오. 자동 업데이트 관심있는 분야의 애플리케이션 노트가 나올 때 자동으로 업데이트 받고 싶으세요? 그렇다면 EE-Mail™을 신청하십시오. 추가 정보   APP 4044: Oct 25, 2007 MAX2160 ISDB-T 단일 세그먼트 Low-IF 튜너 전체 데이터 시트 (PDF, 536kB) 무료 샘플 MAX2161 ISDB-T 1 및 3세그먼트 Low-IF 튜너 무료 샘플 MAX2162 ISDB-T 1 및 3세그먼트 Low-IF 튜너 무료 샘플 MAX2640 300MHz ~ 2500MHz SiGe 초저잡음 앰프 전체 데이터 시트 (PDF, 160kB) 무료 샘플   다운로드, PDF 형식 (49kB)  AN4044, AN 4044, APP4044, Appnote4044, Appnote 4044