MAX275x系列单片集成2.4 GHz压控振荡器

1 概述
    MAX2750/MAX275I/MAX2752是独立工作于2.4 GHz频率的压控振荡器(VCO)，将元器件集成在一个芯片上，使外围器件缩减为几个旁路电容。该器件随输入控制电压的变化而提供相应的压控缓冲输出。输入控制电压为O.4 V～2.4 V，振荡器的频率变化范围对应于出厂设置的限制标准。输出信号通过一个放大级(必须做到50 Ω匹配)可以实现较大功率输出并保持元件适应环境变化的独立性。

    MAX275x工作于2.7 V~5.5 V的电压。振荡器的内部供电使得压控振荡器无需外部LDO调节器。同时该系列器件也设有数控关闭模式，当电源系列电流不足l μA时，进入高级电源管理模式，器件自动关闭。

    MAX275x系列的频率输出范围如下：

    MAX2750：2400 MHz～2500 MHz(0中频)；

    MAX2751：2120 MHz～2260 MHz(240 MHz～280MHz中频)；

    MAX2752：2025 MHz~2165 MHz(335 MHz～375MHz中频)。

2 封装及引脚功能
    MAX275x采用微型8引脚μMAX封装，引脚排列如图l所示，引脚功能如表l所列。

3 内部结构和工作原理
    MAX2750/MAX2751/MAX2752 VCO采用LC晶振拓扑。这种高集成度单片电路使得VCO极易使用，相当于VCO模块。频率由TUNE引脚上的电压控制。VCO核心通过使用不同的拓扑，提供与电源电压对应的恒定频率，增强了负载变化时的抗扰性。另外，振荡器核心紧跟着缓冲放大器，可以减小对环境的依赖性并提高输出电压。
    来自内核的晶体振荡器信号驱动缓冲放大器。放大器在内部已实现50 Ω匹配，已加隔直电容，外部不需要隔直电容，减小了对外部元件的需求。缓冲放大器有独立的电源和地，减小了负载对其影响。放大器增强了振荡器的信号，适用于更多的射频混频器。
    控制电压输入口前级接的是低通滤波器-环路滤波器，使得电源充分独立。通过外加RC滤波器可以减少高频噪声与伪信号。所有控制电压输入的附加噪声都直接调制成FM噪声，会减弱振荡器的相位-噪声性能。

4 应用电路实现
4.1 设计原理
    MAX2750/MAX275l/MAX2752的典型应用电路如图2所示。

    TUNE引脚输入电压来控制OUT输出频率。
    供电电源接入设计：电源经过220 μF的滤波电容行滤波，避免纹波干扰。
    控制电源设计：满足要求的变压范围0.4V~2.4 V，使用一个1.5 kΩ的电位器。经过计算可知需要上下分别串联一个400 Ω(理想360 Ω)电阻与一个2 kΩ(理想1.95 kΩ)电阻，此时电位器的输出电压变化范围满足了要求。接下来需要对电压进行滤波，电路并联了一个0.1μF电容和一个10μF电解电容，串联一个1.8 nm电感可以保证电源性能良好。
4.2 实际测试结果
    按图2电路进行PCB设计，制成VCO并测试其工作属性，如表2所列。

    此时频谱分析仪上出现较为纯的频谱。
    根据表2中的数据可以发现：控制电压越大，振荡器的频率谱越窄，这是一般压控振荡器的特性。将电位器换为运算放大器可以起隔离作用，增加了控制电压的稳定性。如图3所示。

    集成运算放大电路实质上是具有最高放大倍数的多级直接耦合放大电路。它具有极大的输入阻抗，可以用来设计调压部分电路，这样前后级不易相互影响。