MAX2686/MAX2688：GPS/GNSS低噪聲放大器的卓越之選

在GPS和GNSS應(yīng)用領(lǐng)域，低噪聲放大器（LNA）的性能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)接收和處理起著至關(guān)重要的作用。今天，我們就來(lái)深入了解一下Maxim Integrated推出的MAX2686/MAX2688這兩款GPS/GNSS低噪聲放大器。

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一、產(chǎn)品概述

MAX2686/MAX2688專(zhuān)為GPS L1、Galileo和GLONASS應(yīng)用而設(shè)計(jì)，采用了Maxim先進(jìn)的SiGe工藝。該工藝使得這兩款器件在實(shí)現(xiàn)高增益和超低噪聲系數(shù)的同時(shí)，還能最大化輸入?yún)⒖?dB壓縮點(diǎn)和三階截點(diǎn)。其中，MAX2686可提供19dB的高增益，而MAX2688在提供15dB增益的同時(shí)，能實(shí)現(xiàn)更高的線性度。

這兩款放大器的供電范圍為+1.6V至+3.3V單電源，并且具備可選的關(guān)斷功能，可將電源電流降低至小于10μA。它們采用了非常小巧的無(wú)鉛、符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)的0.86mm x 0.86mm x 0.65mm晶圓級(jí)封裝（WLP），節(jié)省了電路板空間。

二、應(yīng)用領(lǐng)域

這兩款放大器的應(yīng)用范圍十分廣泛，涵蓋了汽車(chē)導(dǎo)航、遠(yuǎn)程信息處理（資產(chǎn)跟蹤和管理）、個(gè)人導(dǎo)航設(shè)備（PNDs）、帶有GPS功能的手機(jī)、筆記本電腦/超移動(dòng)PC、娛樂(lè)和海洋導(dǎo)航、航空電子設(shè)備、手表以及數(shù)字相機(jī)等領(lǐng)域。不知道大家在實(shí)際項(xiàng)目中，有沒(méi)有在這些場(chǎng)景中使用過(guò)類(lèi)似的低噪聲放大器呢？

三、產(chǎn)品特性

3.1 高增益與低噪聲

MAX2686具有19dB的高功率增益，而MAX2688也能提供15dB的增益。同時(shí)，MAX2686的超低噪聲系數(shù)僅為0.75dB，這使得它們?cè)谖⑷跣盘?hào)放大方面表現(xiàn)出色，能有效提高系統(tǒng)的靈敏度。大家在設(shè)計(jì)中，對(duì)于增益和噪聲系數(shù)的要求一般是多少呢？

3.2 集成匹配電路

器件集成了50Ω輸出匹配電路，無(wú)需額外的外部匹配組件，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)過(guò)程，降低了成本和電路板空間。不過(guò)，輸入部分仍需要片外匹配，僅需一個(gè)與直流阻隔電容串聯(lián)的電感器即可形成輸入匹配電路。這里要注意，輸入耦合電容的值會(huì)影響IIP3，較小的耦合電容會(huì)導(dǎo)致較低的IIP3。

3.3 低功耗設(shè)計(jì)

工作時(shí)的電源電流僅為4.1mA，并且支持可選的關(guān)斷模式。在關(guān)斷模式下，電源電流可降低至小于10μA，這對(duì)于功耗敏感的應(yīng)用非常重要。比如在一些便攜式設(shè)備中，低功耗設(shè)計(jì)可以大大延長(zhǎng)電池的使用壽命。

3.4 寬電源電壓范圍

供電電壓范圍為1.6V至3.3V，這種寬電壓范圍使得它們能夠適應(yīng)不同的電源供電環(huán)境，增加了設(shè)計(jì)的靈活性。

3.5 小尺寸封裝

采用0.86mm x 0.86mm的小尺寸封裝，厚度僅為0.65mm，0.4mm間距的晶圓級(jí)封裝（WLP），適合對(duì)空間要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景。

3.6 低物料清單

僅需一個(gè)電感和兩個(gè)電容，就可以完成基本的電路設(shè)計(jì)，大大減少了物料清單，降低了成本和設(shè)計(jì)復(fù)雜度。

四、電氣特性

4.1 絕對(duì)最大額定值

在使用這兩款放大器時(shí)，需要注意其絕對(duì)最大額定值。VCC到地的電壓范圍為 -0.3V至 +3.6V，其他引腳到地的電壓范圍為 -0.3V至（+工作電壓 + 0.3V），最大RF輸入功率為 +5dBm等。超出這些額定值可能會(huì)對(duì)器件造成永久性損壞。

4.2 DC電氣特性

在直流電氣特性方面，兩款放大器的電源電壓典型值為2.85V，工作時(shí)的電源電流為4.1mA，關(guān)斷模式下電流小于10μA。數(shù)字輸入邏輯高電平為1.2V，邏輯低電平為0.45V。

4.3 AC電氣特性

在交流電氣特性方面，以1575.42MHz的RF頻率為例，MAX2686在VCC = 2.85V時(shí)的功率增益為14.7 - 19dB，MAX2688為11.9 - 15.4dB。噪聲系數(shù)方面，MAX2686為0.75dB，MAX2688為0.8dB。此外，還給出了三階輸入截點(diǎn)、輸入1dB壓縮點(diǎn)、輸入和輸出回波損耗、反向隔離等參數(shù)。這些參數(shù)對(duì)于評(píng)估放大器在不同工作條件下的性能非常重要。

五、典型應(yīng)用電路與設(shè)計(jì)要點(diǎn)

5.1 典型應(yīng)用電路

文檔中給出了典型應(yīng)用電路圖，其中MAX2686的L1 = 6.8nH，C1 = 100nF，C2 = 10pF；MAX2688的L1 = 6.2nH，C1 = 100nF，C2 = 10pF。這些參數(shù)是經(jīng)過(guò)優(yōu)化的，能夠?qū)崿F(xiàn)最佳的增益、噪聲系數(shù)和回波損耗性能。

5.2 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在PCB設(shè)計(jì)方面，需要使用受控阻抗線處理所有高頻輸入和輸出，用去耦電容對(duì)VCC進(jìn)行旁路，并且要確保GND引腳的正確接地。如果PCB使用頂層RF接地，應(yīng)將其直接連接到GND引腳；對(duì)于接地不在元件層的電路板，應(yīng)使用多個(gè)過(guò)孔將GND引腳連接到電路板。

六、總結(jié)

MAX2686/MAX2688低噪聲放大器憑借其高增益、超低噪聲系數(shù)、小尺寸封裝、低功耗等優(yōu)點(diǎn)，非常適合GPS和GNSS相關(guān)應(yīng)用。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們要充分考慮其電氣特性和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以確保系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。大家在使用類(lèi)似的低噪聲放大器時(shí)，有沒(méi)有遇到過(guò)什么問(wèn)題或者有什么獨(dú)特的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)?zāi)?？歡迎在評(píng)論區(qū)交流分享。