LT5502是一款高性能限制放大器和正交中频解调器，工作频率为70MHz至400MHz，电源电压范围为5.25V至1.8V，是业界最宽的电源电压范围。这使得LT5502可以直接从单个锂离子电池或两个或多个镍镉或镍氢电池运行。结合适当的RF前端和RF/IF带通滤波器，LT5502形成一个宽带接收器，适用于900MHz, 1.8GHz, 2.4GHz-2.5GHz或其他频率。LT5502甚至可以在低于400MHz的频率下用作独立接收器。

电路描述

LT5502由一个具有84dB小信号增益的中频限制放大器、正交转换混频器、低通滤波器和接收信号强度指示器(RSSI)部分组成。图1显示了LT5502的框图。在工作中，中频信号由高增益放大器限制，然后使用片上由外部2 × LO信号产生的正交本振(LO)载波解调成同相(I)和正交(Q)基带信号。解调后的I/Q基带信号通过全集成的5阶低通滤波器和输出驱动器。

LT5502具有4dB噪声系数和可实现的-86dBm灵敏度。图2显示了在中频280MHz时基带I/Q输出电压摆幅与中频输入功率的关系。RSSI内置于中频限制器中，并提供90dB的线性中频信号检测范围。

正交解调器是双平衡混频器。正交LO载流子由片上除以二电路获得。因此，外部2 × LO信号必须是LO频率的两倍。

I和Q通道上的低通滤波器用于抗混叠和脉冲整形。3dB角频率为7.7MHz，组延迟纹波小于17ns。在-40°C至85°C的温度范围内，滤波器特性稳定。

LT5502具有两种低功耗操作模式。在关机模式下，电源电流降低到小于1µA。在待机模式下，电流消耗为2.6mA，基带输出在其标称静态电压下预偏。当LT5502使用大型耦合电容连接到基带芯片时，这允许无延迟的即时导通。

应用程序和实现问题

根据产品电路的复杂性和成本考虑，LT5502可以在2层、4层或多层印刷电路板上实现。可采用FR-4、GETEK等PCB材料。产品设计师应该在PCB的顶层提供一个坚实的接平面，并在IC的接地引脚周围提供多个接地通孔。PCB板顶层的接地面也要通过多个接地孔连接到指定的RF接地面(位于第二层)。所有RF旁路电容器都应放置在其指定IC引脚附近。旁路电容和集成电路接地引脚不应共用接地过孔，以避免接地回路。中频输入单端到差分转换/匹配电路应尽可能靠近LT5502的引脚6和7。LO输入单端到差分转换/匹配电路应尽可能靠近LT5502的引脚18和19。

应用实例

在图3的示例中，将2.4GHz至2.5GHz的输入信号转换为流行的280MHz中频频率。Rx前端(参见图4)通常由一个提供图像频率抑制的输入带通滤波器和一个LNA(低噪声放大器)组成，LNA(低噪声放大器)建立一个低系统噪声值以满足灵敏度要求，然后是一个下变频混频器。

主LO使用低侧注入。280MHz中频SAW带通滤波器提供对相邻备用通道和带外强干扰信号的保护。LT5502的5阶I/Q低通滤波器在基带输出处提供非常好的相邻通道抑制，允许产品设计人员放宽对IF SAW滤波器性能的要求并使用更低成本的部件。限制中频放大器消除了AGC功能的需要，专用RSSI输出以最小的延迟提供实时的未滤波信号。这简化了对产品基带和DSP部分的要求。在中频和低电平输入端采用外部单端差分转换电路。直接终止与50欧姆电阻的中频输入是可能的，具有小的灵敏度退化。

对于时分双工或半双工接收/发送应用(IEEE 802.11等)，接收器前端与发射器共享输入带通滤波器(BPF)和天线(再次，参见图4)。LNA之后是可选的BPF(取决于应用的图像抑制要求)，混频器和中频滤波器。通常，对于IEEE 802.11应用，LNA具有两种增益设置:高增益(15dB至20dB)和低增益(0dB至-15dB)，以满足-80.0dBm至-4.0dBm的输入信号范围。

典型的接收机NF性能如表1所示。接收端级联NF值为9.77。考虑噪声BW为7.7MHz，信噪比(S/N)为10dB的情况，则室温下的接收机灵敏度为:

kTB + NF + S/N = -105.14dBm + 9.77dB + 10.00dB = -85.37dBm

满足IEEE 802.11标准的灵敏度要求，保守信噪比为10dB。产品设计者必须根据实际应用选择LNA高/低增益开关的跳闸点。整个接收机的互调性能取决于前端电路的性能。

级间中频滤波器

LT5502具有可选级间中频滤波器的规定(引脚12和13)(见图5)。该滤波器可以使用或不使用分流电阻R1实现。级间滤波器可以提供额外的灵敏度增加2dB到3dB，这取决于水箱电路的q因子。使用级间滤波器可能会导致基带输出处的组延迟纹波增加。

中频输入外部电路

LT5502的外部中频输入电路可以根据成本、可用电路板空间和性能考虑，以几种不同的方式配置。

图6a中的分立单端差分电路提供窄带转换和阻抗匹配。级联的NF因输入匹配电路损耗而降低，通常为0.75dB至1.5dB。图6a中所示的组件值适用于280MHz中频。

一个1:4的射频变压器，在次级端有一个240欧姆电阻(图6b)，在初级端提供宽带50欧姆阻抗匹配。可以使用Mini-Circuits JTX-4-10T 1:4 RF变压器或其他制造商的类似变压器。级联的NF会受到变压器损耗(1.0dB ~ 2.0dB)的影响。一个1:1的射频变压器也可以使用51欧姆到62欧姆终端电阻在变压器的二次。

图6c中的电路为单端到差分转换提供了一个简单而经济的解决方案，尽管会降低灵敏度。一个62欧姆电阻提供宽带50欧姆阻抗匹配。中频电路的级联NF降低了2.0dB。

LO输入外部电路

根据成本、可用的电路板空间和性能考虑，LT5502的LO输入可以以两种不同的方式配置。不建议直接50欧姆电阻终止，因为它会导致LO泄漏增加，这反过来可能导致灵敏度降低以及I/Q输出正交匹配的降低。

图7a中的离散单端差分电路提供了相对宽带的转换和阻抗匹配。由于共模抑制，中频输入的LO泄漏最小。所示值为560MHz的LO频率支持280MHz的中频频率。

一个1:4的射频变压器，在次级端有一个240欧姆电阻(图7b)，在初级端提供宽带50欧姆阻抗匹配。由于共模抑制，中频输入的LO泄漏最小。可以使用Mini-Circuits JTX-4-10T 1:4 RF变压器或其他制造商的类似变压器。一个1:1的射频变压器也可以使用51欧姆到62欧姆终端电阻在变压器的二次。

结论

LT5502是业界第一款提供1.8V至5.25V供电电压范围的高性能中频接收器。其集成的片上低通滤波器和固有的低噪声操作使其能够满足各种输入终端选项的系统规格。LT5502旨在简化射频产品工程师的工作，根据应用的成本和灵敏度要求提供一系列有利的权衡。

附录:单端到差分转换的输入阻抗匹配程序

1. 将输入阻抗转换为实电阻。并联电感L(SH)可分为L(R)和L(M)两个分量(图8)。L(R)用于谐振出LT5502的输入电容C(IN)，约为1.2pF。其值可通过:
   

   
   

2. 计算L(M)、C(S1)、C(S2)。输入电容元件谐振出后，输入阻抗变为实R(IN)，约为2.2k。其中L(M)、C(S1)和C(S2)用于将R(IN)转换为50欧姆。可以使用以下公式计算它们的值:
   

   
   

   
   

3. 将L(M)和L(R)组合成L(SH)，公式如下: