使用无源LC非平衡转换器优化MAX2538的FM通道

使用无源LC非平衡转换器优化MAX2538的FM通道

Maxim的V3.5蜂窝电话参考设计使用具有单端输入和输出的FM IF滤波器，所以必需将混频器的差分输出转换为单端工作方式。设计一个分立的L-C非平衡转换器的难度主要在于从混频器输出(~3.3 kilohms)到IF滤波器输入(180 ohms)的高阻抗转换("Z")比。这表示Z之比为18:1，用单一部分转换器实现它非常难。我们发现4:1的转换比是具有低插入损耗的实际应用的极限。为了让所用元件的数量最小，使用一阶LC设计并对插入损耗指标作1.5dB的让步。

下面是设计LC非平衡转换器及匹配FM滤波器的一个实例。

步骤1：

图1. 建立混频器输出阻抗模型以简化设计。

步骤2：

必需知道在我们感兴趣的频率上FM滤波器的输入和输出模型。滤波器使用Toyocom的TF3-J3DC5 (183.6MHz)。

图2. FM滤波器输入和输出阻抗

步骤3：

图3. 具有理想元件的单端匹配网络作为设计的起点

图4. 理想的FM滤波器性能。

步骤4：

一旦我们知道了滤波器的输入输出阻抗和频率响应，就可以设计L-C非平衡(balun)转换器。转换器将在183.6MHz达到谐振。使用下面的公式可以计算出电路的谐振频率。

如果我们选择L = 238.5nH，C = 3.15pF (使用2.4pF＋混频器模型中的0.75pF = 3.15pF)，Fo = 183.6MHz。

因此，滤波器的输入阻抗为55.49 - j64.33 。下面的电路首先将混频器的输出阻抗匹配到55.49 。由于L-C非平衡转换器并非理想且电感的Q值为35，所以使用最初的238.5nH电感时电路会有插入损耗而且不会在183.6MHz谐振。因此必需使用220nH的电感重新调谐设计使其在183.6MHz谐振，见图5。图5中的电路具有-1.44dB的插入损耗，见图6。

图5. 使用220nH电感将设计调谐到谐振频率183.6MHz

图6.

步骤5：

最后，将L-C非平衡转换器匹配到Toyocom FM滤波器。

图7. 具有3个电容的最终设计

图8. 完整设计的频率响应.

结论

使用最少数量的分立元件设计了L-C非平衡转换器 —— D两个电感和一个电容，插入损耗保持最小。通过L-C非平衡转换器的损耗是-1.44dB并且在183.6MHz时通过FM滤波器的插入损耗为-3.16dB。图7所示为实际应用电路图8为其性能

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