MAX2112/MAX2120卫星调谐器扩展性能

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Abstract

本应用笔记介绍了MAX2112/MAX2120直接变频卫星调谐器的典型测试数据。从这些数据可以看出如何在RF和基带增益控制之间取舍。根据RF和基带增益控制范围，提供了对应的电压增益、P1dB、噪声系数(NF)和载噪比(CNR)。通过对这些性能指标进行折衷，可以根据应用需求优化设备的动态范围。

引言

本应用笔记给出了在对应的RF和基带增益控制范围内，MAX2112/MAX2120的典型电压增益、P1dB、噪声系数(NF)和载噪比(CNR)测试数据。这些数据有助于合理调试RF和基带增益并优化卫星接收系统的动态范围。为避免调谐器在接收强信号时产生饱和，通常需要较高的P1dB值。接收弱信号时则需要较低的NF值。对整体指标进行适当的折衷可以优化其动态范围。

工作原理

MAX2112/MAX2120直接变频调谐器IC适用于卫星机顶盒和VSAT。这些IC可用于QPSK、数字电视广播(DVB-S)、DSS和免费接收应用。

MAX2112/MAX2120通过一个宽带I/Q下变频器将LNB的卫星信号变频到基带信号，变频范围为925MHz至2175MHz。

图1给出了该芯片的典型工作电路。引脚4为RF输入，引脚17至20为差分基带输出。在引脚5加载RF增益控制电压(GC1)，该电压通常采用经过滤波后的解调器IC的输出PWM信号。在一个闭环系统中，滤波后的PWM输出能够保持器件的I/Q输出为一个固定幅度信号(通常为1VP-P)。基带增益通过可编程代码控制(GC2)，通常为GC2选择经过优化的数值并在特定的接收系统中保持固定。

Figure 1. Typical operating circuit.

图1. 典型工作电路

电压增益

Figure 2. Voltage gain vs. GC1 voltage.

图2. 电压增益与GC1电压的关系

图2所示GC1控制电压可提供72dB的RF增益调节范围。基带增益控制代码(GC2)可提供约为15dB的进一步调节，图3和图4给出了更详细的数据。

Figure 3. Voltage gain vs. GC1 voltage (zoomed scale).

图3. 电压增益与GC1电压(可变量程)的关系

Figure 4. Voltage gain vs. GC1 voltage (zoomed scale).

图4. 电压增益与GC1电压(可变量程)的关系

输入P1dB

Figure 5. Input P1dB vs. GC1 voltage.

图5. 输入P1dB与GC1电压的关系

图5给出了由RF增益控制电压GC1决定的P1dB，与预期结果相同。GC2 = 8时，P1dB的范围为-60dBm到+10dBm，取决于GC1的设置。通过选择特定的GC2可为P1dB提供进一步的10dB调节范围，图6和图7给出了更详细的数据。

Figure 6. Input P1dB vs. GC1 voltage (zoomed scale).

图6. 输入P1dB与GC1电压(可变量程)的关系

Figure 7. Input P1dB vs. GC1 voltage (zoomed scale).

图7. 输入P1dB与GC1电压(可变量程)的关系

Figure 8. Input P1dB vs. uncompressed voltage gain.

图8. 输入P1dB与电压增益(量程不变)的关系

从图8可以看出：在指定电压增益、GC2在4到15范围之间时，P1dB的变化非常小。

噪声系数

Figure 9. NF vs. GC1 voltage.

图9. NF与GC1电压的关系

图9绘出了NF随GC1电压的增加(降低RF增益)而增加的情况，注意：图中给出了四组对应用GC2的曲线。

Figure 10. NF vs. GC1 voltage (zoomed scale).

图10. NF与GC1电压(可变量程)的关系

在最大RF增益(GC1 = 0.5V)，GC2代码为5至15之间时，图10所示NF的变化非常小，仅为0.1dB。

Figure 11. NF vs. voltage gain.

图11. NF与电压增益的关系

从图11可以看出，随着电压增益的降低，NF会增大。

载噪比

Figure 12. CNR vs. input power.

图12. CNR与输入功率的关系

图12所示为不同输入功率下的CNR，对每个输入功率和GC2组合，GC1电压能够将调谐器的差分基带输出调整到规定的信号电平(1VP-P)，图13给出了更详细的数据。

Figure 13. CNR vs. input power (zoomed scale).

图13. CNR与输入功率(可变量程)的关系

Figure 14. CNR vs. minimum input power (PIN).

图14. CNR与最小输入功率(PIN)的关系

图14给出了可提供额定1VP-P输出的最小PIN。这些数据是在最大增益下测得的。为解决不同器件之间的差异问题，建议在这些典型值上为PIN增加3dB的裕量。与之对应的GC2代码从所要求的最小PIN点每次增加3dB，如图14所示。

Figure 15. CNR vs. GC1.

图15. CNR与GC1的关系

在最大RF增益(GC1 = 0.5V)时，从图15可以看出：GC2编码从15变化到0时，对应的CNR从7.3dB变化到22.6dB。

结论

本文提供的典型测试数据可以方便地调试MAX2112/MAX2120的前端和后端增益控制。