針對(duì)2248.2GHz應(yīng)用調(diào)整MAX4

MAX2248為單電源、低壓功率放大器（PA），專為1.9GHz射頻頻段應(yīng)用而設(shè)計(jì)。但是，MAX2248可以調(diào)諧到2.4GHz應(yīng)用。本應(yīng)用筆記描述了調(diào)整MAX2248評(píng)估板以在2.4GHz頻段提供最佳增益和諧波失真所需的變化。

介紹

MAX2248為單電源、低壓功率放大器（PA）IC，集成數(shù)字電源控制電路和邏輯電平關(guān)斷。它專為 1880MHz 至 1930MHz 頻段的應(yīng)用而設(shè)計(jì)。PA在最高功率模式下提供+20dBm標(biāo)稱輸出功率。

通過對(duì)輸入和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行一些修改，MAX2248可以針對(duì)2.4GHz至2.5GHz頻段的應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化。通過適當(dāng)?shù)钠ヅ渚W(wǎng)絡(luò)，PA可以在最高增益設(shè)置下從19.3V電源提供+2dBm輸出功率。

有關(guān)PA在電源電壓和頻率變化范圍內(nèi)的性能，請(qǐng)參見表1。有關(guān)PA的性能，包括不同增益設(shè)置下的輸出功率、電流消耗和二階諧波失真，請(qǐng)參見表2。

調(diào)優(yōu)方法

MAX2248為高頻功率放大器，匹配時(shí)需要相對(duì)較少的外部元件。評(píng)估板上安裝的元件保證在1.9GHz頻段上提供最佳性能，但可以調(diào)整這些元件，以便在2.4GHz頻段上獲得最佳性能。本節(jié)詳細(xì)介紹如何在MAX2評(píng)估板（MAX4EVKIT#）上完成2248.2248GHz調(diào)諧。

輸入匹配

對(duì)于輸入側(cè)，雙元件LC匹配優(yōu)化了2.4GHz的輸入回波損耗。移除評(píng)估板上現(xiàn)有的L和C，短接傳輸線。使用經(jīng)過校準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)分析儀，測(cè)量11.2GHz頻段的輸入回波損耗（s4），并將端口擴(kuò)展到IC的引腳。這樣做提供了解嵌的 s 參數(shù)，可以將其導(dǎo)入到任何調(diào)諧軟件中，以找到最小化 s11 的最佳 L 和 C 網(wǎng)絡(luò)值。在軟件模型中，確?？紤]從IC引腳到電感器的傳輸線段。通過仿真獲得的最佳L和C值可以通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步微調(diào)，以找到輸入回波損耗最低的最佳值。

有關(guān)構(gòu)成1.2GHz頻段輸入匹配的L100和C2的精確值，請(qǐng)參見圖4。

輸出匹配

輸出端的主要功率匹配結(jié)構(gòu)是由串聯(lián)傳輸線段和開截線傳輸線段組成的低通網(wǎng)絡(luò)。該傳輸線網(wǎng)絡(luò)的作用類似于串聯(lián)電感和并聯(lián)電容。

為了最小化二階諧波失真，需要調(diào)整開放式傳輸線的長度。首先減小該開放式傳輸線的長度，直到達(dá)到所需的諧波失真。在獲得更好的諧波性能與更高的輸出功率之間需要權(quán)衡，這需要確定。在評(píng)估板上，諧波失真和輸出功率的最佳值在2.46GHz時(shí)開路短截線（TL2）為4度。

為了在2.4GHz下獲得更好的增益，可以減少串聯(lián)傳輸線的長度。在評(píng)估板上，這是通過切割較長的傳輸線并連接到1.46GHz時(shí)2度的最短路徑（TL4）來實(shí)現(xiàn)的。電容C14也從輸出端移除。

圖1可以看到MAX2評(píng)估板上4.2248GHz頻段的輸出匹配。

2.4GHz調(diào)諧解決方案

MAX2248評(píng)估板經(jīng)過調(diào)諧，工作在2.4GHz頻段最佳。在輸入匹配網(wǎng)絡(luò)中，L2更改為5.1nH，去掉C13，并在電感后增加了100.0pF的并聯(lián)電容C7。輸出級(jí)匹配是通過使用最短的可用串聯(lián)傳輸線（TL1）實(shí)現(xiàn)的，該傳輸線在46.2GHz時(shí)為4度，并切割開放式短截線（TL2），使其長度在46.2GHz時(shí)為4度，如圖2中的布局所示。圖3所示為調(diào)諧至2.4GHz的評(píng)估板。

圖1.MAX2248評(píng)估板對(duì)2.4GHz調(diào)諧的原理圖進(jìn)行修改

印刷電路板布局更改

圖2.MAX2248評(píng)估板PCB可針對(duì)2.4GHz調(diào)諧進(jìn)行更改。

圖3.MAX2248評(píng)估板調(diào)諧為2.4GHz。

調(diào)諧MAX2248在2.4GHz時(shí)的性能

本節(jié)給出了調(diào)諧MAX2248評(píng)估板在2400MHz至2500MHz RF頻段內(nèi)實(shí)現(xiàn)的性能。在最高增益設(shè)置下可實(shí)現(xiàn)+19dBm的輸出功率，采用典型的3.2V電源，同時(shí)僅消耗88mA電流。諧波失真也不錯(cuò)-10.6dBm。采用22.4V電源電壓時(shí)，輸出功率可進(jìn)一步提高至+5dBm。

結(jié)論

通過對(duì)輸入和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行一些修改，MAX2248評(píng)估板可以調(diào)諧，在2.4GHz至2.5GHz頻段提供最佳性能。在最大增益設(shè)置下，它可以提供高達(dá)+19dBm的輸出功率，同時(shí)僅消耗88mA的電源電流。

審核編輯：郭婷