MAX2130：電視調諧器應用的理想寬帶雙輸出低噪聲放大器

在電視調諧器應用領域，一款性能出色的放大器至關重要。今天我們要探討的 MAX2130 寬帶、雙輸出、低噪聲放大器，就是為電視調諧器應用量身打造的優秀產品。

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一、產品概述

MAX2130 是一款工作在 44MHz 至 878MHz 頻率范圍內的寬帶、高增益、低失真、低噪聲放大器（LNA），具有兩個輸出端。它采用 +5V 單電源供電，并且具備外部可調偏置控制電路，這一特性使得它在滿足最低線性度要求的同時，還能有效降低電流消耗。該器件將通常由分立元件實現的功能集成到了節省空間的 8 引腳 μMAX - EP 封裝中。

二、應用領域

MAX2130 適用于多種電視相關設備，如 DVB - T 數字廣播接收器、數字/地面電視調諧器、機頂盒、電纜調制解調器以及模擬電視調諧器等。這些應用場景對放大器的性能要求較高，而 MAX2130 憑借其出色的特性能夠很好地滿足需求。

三、產品特性

電源與頻率范圍

• 單電源供電：采用 +5V 單電源供電，簡化了電源設計，降低了系統復雜度。
• 寬頻率范圍：工作頻率范圍為 44MHz 至 878MHz，能夠覆蓋大部分電視信號頻段，具有廣泛的適用性。

電氣性能

• 低噪聲與高增益：在 44MHz 至 878MHz 頻率范圍內，可提供 +15dB 的增益，噪聲系數小于 3.2dB。以 (Icc = 93mA)（(R_{BIAS}=15kΩ)）為例，LNA 的增益為 15dB，噪聲系數為 2.8dB；Loop - Out 放大器的增益為 8.7dB，噪聲系數為 4.2dB。
• 高線性度：輸入 IP3 和 IP2 指標表現優秀，如 LNA 的輸入 IP3 為 +17.5dBm，輸入 IP2 為 +27dBm；Loop - Out 放大器的輸入 IP3 為 +17dBm，輸入 IP2 為 +29dBm。
• 輸入回波損耗：在整個頻率范圍內，保證最小 7.4dB 的輸入回波損耗，有助于提高信號傳輸的穩定性。

可編程特性

線性度與電源電流可通過單個電阻 (R{BIAS}) 進行外部編程。當 (R{BIAS}) 為 15kΩ 時，可設置輸入 IP3 為 +17.5dBm，輸入 IP2 為 +27dBm，電源電流為 93mA。減小 (R{BIAS}) 值可提高線性度，但會增加電源電流；增大 (R{BIAS}) 值則會降低電源電流，但線性度會有所下降。不過，增益受 (R_{BIAS}) 值的影響并不顯著。

四、電氣特性

直流電氣特性

在 (V{CC}= + 4.75V) 至 +5.25V，(T{A}=-40^{circ}C) 至 +85°C，(R{BIAS}=15kΩ ± 1%) 且無輸入信號的條件下，典型值在 (V{CC}= + 5V)，(T{A}= + 25^{circ}C) 時，電源電壓范圍為 4.75V 至 5.25V，在 (T{A}= + 25^{circ}C) 時，電源電流典型值為 93mA，最大值為 104mA。當 (R_{BIAS}=30kΩ) 時，電源電流為 49mA；當 BIAS 未連接時，電源電流為 10mA。

交流電氣特性

在 MAX2130 EV 套件中，(V{CC}= + 4.75V) 至 +5.25V，(R{BIAS}=15kΩ ± 1%)，(f{IN}=500MHz)，(Z{O}=75Ω) 的條件下，典型值在 (V{CC}= + 5V)，(T{A}= + 25^{circ}C) 時：

• LNA：增益范圍為 13.4dB 至 16.6dB，增益平坦度在 (T_{A}=-40^{circ}C) 至 +85°C 時最大為 0.8dB，噪聲系數典型值為 2.8dB，最大為 3.2dB，輸入 1dB 壓縮點典型值為 2.7dBm 等。
• Loop - Out 放大器：增益范圍為 7.1dB 至 10.2dB，噪聲系數典型值為 4.2dB，最大為 4.6dB，輸入 1dB 壓縮點典型值為 - 0.5dBm 等。

五、典型工作特性

MAX2130 的典型工作特性圖展示了增益與頻率、電源電流與 (R{BIAS})、電源電流與溫度等之間的關系。通過這些特性圖，工程師可以直觀地了解放大器在不同條件下的性能變化，從而根據實際需求進行合理的參數設置。例如，從增益與頻率的特性圖中可以看出在不同 (R{BIAS}) 值下，增益隨頻率的變化情況；從電源電流與 (R{BIAS}) 的特性圖中可以選擇合適的 (R{BIAS}) 值來平衡線性度和電源電流。

六、引腳說明

電源引腳

• VCC：電源電壓輸入引腳，需使用 1000pF 電容與 47pF 電容并聯，盡可能靠近引腳進行旁路，以保證電源的穩定性。

輸入引腳

• IN：寬帶輸入引腳，為低噪聲放大器和 Loop - Out 放大器提供輸入信號。該引腳內部匹配到 75Ω，在 44MHz 至 878MHz 頻率范圍內，保證最小 7.4dB 的輸入回波損耗。使用時需通過 0.1μF 的直流阻隔電容進行交流耦合。

偏置引腳

• BIAS：偏置設置電阻連接引腳。通過連接一個電阻 (R_{BIAS}) 從 BIAS 到 GND，可以設置 LNA 和 Loop - Out 放大器的線性度和電源電流。

輸出引腳

• OUT1：低噪聲放大器的開漏輸出引腳。需要一個上拉電感連接到 VCC 進行適當偏置，同時還需要一個 0.1μF 的直流阻隔電容。
• OUT2：Loop - Out 放大器的輸出引腳。該放大器內部偏置，無需上拉電感，同樣需要通過 0.1μF 的直流阻隔電容進行交流耦合。

接地引腳

• 4、6、7、EP：接地引腳，需使用低電感連接方式連接到電路板的接地平面，并且要將暴露的焊盤均勻焊接到接地平面上。

七、詳細設計要點

輸入設計

IN 端口是寬帶 75Ω 輸入，在整個工作頻率范圍內能保證良好的輸入回波損耗。通過 0.1μF 的直流阻隔電容進行交流耦合，可以有效隔離直流成分，避免對信號產生干擾。大家在設計時，要注意電容的選擇和布局，確保信號傳輸的穩定性。

輸出設計

• OUT1 端口：作為 LNA 的輸出，需要上拉電感和直流阻隔電容。上拉電感的選擇至關重要，只要其在 44MHz 至 878MHz 頻率范圍內，10MHz 時的寬帶阻抗大于 150Ω（小于 500Ω）即可。推薦的電感型號有 Murata 的 BLM11A221S、BLM11A471SG 等。
• OUT2 端口：Loop - Out 放大器的輸出，內部偏置，無需上拉電感，但同樣需要 0.1μF 的直流阻隔電容進行交流耦合。

偏置電路設計

線性度和電源電流可通過單個電阻 (R{BIAS}) 進行外部編程。當 (R{BIAS}) 為 15kΩ 時，能得到一組較為理想的性能參數。工程師可以根據實際需求調整 (R{BIAS}) 的值，以平衡線性度和電源電流。這里大家可以思考一下，在不同的應用場景中，如何選擇最合適的 (R{BIAS}) 值呢？

動態線性度調整

通過改變 BIAS 端口的電流，可以動態調整 LNA 和 Loop - Out 放大器的線性度。BIAS 端口內部偏置為 1.2V，連接 (R{BIAS}) 到地設置偏置電流，再通過連接 (R{ADJ}) 到外部電壓源（如 DAC）來改變 BIAS 端口的電流。例如，選擇 (R{ADJ}=R{BIAS}=20kΩ)，并將 DAC 的電壓從地變化到 2.4V，可使 BIAS 端口看到的等效電阻從 10kΩ 變化到開路。

電源旁路設計

在高頻電路中，電源旁路設計非常關鍵。VCC 引腳需要使用 1000pF 電容與 47pF 電容并聯進行旁路，并且要盡可能靠近引腳，以保證電路的穩定性。大家在實際布線時，要注意電容的布局和連接方式，避免引入不必要的干擾。

八、總結

MAX2130 是一款性能卓越的寬帶雙輸出低噪聲放大器，適用于多種電視調諧器應用。它具有寬頻率范圍、低噪聲、高增益、高線性度以及可編程等優點，通過合理的設計和參數設置，可以滿足不同應用場景的需求。在使用過程中，工程師需要重點關注輸入輸出匹配、偏置電路設計、動態線性度調整以及電源旁路等方面，以充分發揮該放大器的性能優勢。大家在實際應用中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區交流分享。