利用MAX2180 LNA设计AM/FM有源天线LNA解决方案

表3. FM信号通路增益

表4. FM信号通路设置点

输入电路

对于单天线，天线共用器必须将有效输入电容最小化，不馈入高阻AM输入。在AM频带，天线通常为高阻，所以增加的并联电容将衰减AM信号。电路还必须与FM输入良好匹配，在获得最佳噪声系数和频率响应的同时抑制其他频带的信号。

在AM输入，使用一个FM "陷阱"将进入至AM输入的FM信号电平最小化。为避免馈入FM频带，陷波器深度为60dBc，并在天线和陷波器之间安装一个4.7µH电感。为防止FM-AM失真，在AM输入安装一个串联电感，改善FM频带的反馈。天线共用器的FM部分匹配50Ω天线至FM输入，同时还将AM频带衰减90dB以上。电感数量应最少，由于有限Q的原因，增加的每个元件都会造成噪声系数变差。

双天线解决方案(图3)允许采用更少元件实现简化滤波和稍好的FM匹配。

图3. 采用MAX2180的双天线解决方案应用原理图。

输出电路

输出电路需要组合AM和FM输出，同时将隐含电源送至集成式高压调节器。为了便于衰减任何到达调节器的AM信号，隐含电源通过一个连接至隔交AM输出的大电感送至集成稳压器。AM输出通过较小的第二个电感连接至输出连接器，防止FM输出造成AM输出级失真。FM输出为交流耦合，带有一个小隔直电容，防止IM2分量(A-B)造成AM输出失真。也有反馈通路。建议的解决方案是390Ω电阻(R1)与2200pF电容(C1)串联，以获得最优的噪声系数性能。如果需要，可利用输出隔直电容(C2)后边的衰减器调节总增益。连接至FMOUT的上拉电感(L1)根据阻抗匹配和增益确定大小。LDO输出(VLDO)之间的简单R/C滤波器(3.3Ω/10nF)改善了FM噪声系数。FMBYP引脚需要100pF旁路电容提供30dB的AGC范围。

热事项

电路板设计需要在部件的裸焊盘至模块外壳之间具有低热阻。为实现这一目的，可将引脚20至23接地，使裸焊盘至外壳焊接点或通过这些引脚下方的通孔之间形成稳固的铜区域(图4)。部件集成了温度传感器，一旦管芯达到+135°C温度，则逐渐减小电流。部件在热保护时仍然保持工作。

图4. 印制板(PCB)具有低热阻

总结

MAX2180 AM/FM天线LNA集成了设计汽车天线所需的功能和特性，可满足各种高性能需求。由于LNA的灵活性，无需重新设计或代价不菲的BOM变化，即可将天线修改为满足各种应用需求。成本敏感的方案可使用高度集成的MAX2180，减少分立式外部元件的数量、节省电路板空间，并且仍然满足当今的低噪声、高线性度要求。

本参考设计中的FM信号通路提供了+133dBµV的OIP3和+180dBµV的OIP2。工作于7V至24V电源电压，在8V至15V范围内保证性能。MAX2180采用4mm x 4mm TQFP封装，ESD额定值为±4kV HBM。备有样品和评估板。

作者：Matthew Waight 来源：Maxim