06混频器全解.ppt

工作原理： （1）线性跨导级Q1 ——射频输入为小信号 Q1 是射频小信号线性放大器 应工作于放大区 设置合适的工作点 加上偏置电路 Q1的集电极电流： （2）差分放大级 Q2 Q3 差分对Q2 Q3是在本振大信号作用下的轮流导通的双向开关 差分对输出电流 双曲正切 分段线性 两段折线 近似条件：差分对输入电压 足够大 双向开关 展开式： 射频信号与开关函数中各分量相乘 得到频率： p =1，3，5，… 滤波得输出电流中的中频电流 （3）单平衡混频器的输出电压 双端输出时，输出电流是两电流的差 混频器的电压增益 与射频级跨导、中频负载成正比 与本振电压无关（条件 做开关） 缺点：中频输出口与本振口隔离不好 吉尔伯特双平衡混频器 ——模拟乘法器 应用目的： 电路特点： 改善单平衡混频器口间隔离不好的缺点 射频级改为差分输入输出线性放大器 本振级改为双差分对 中频输出口为平衡输出 输出电压 结论： 、 非理想相乘 1. v1、v2均为小信号 ，输出电流简化为： 近似 结论：实现了输入电压v1、v2 理想相乘 输出频率 幅度成正比 缺点： ① 输入信号动态范围小 ②乘积系数 与温度T有关 2. v1为小信号、v2为大信号 Q1、Q2、Q3、Q4工作于开关状态 输出电流 Q5、Q6 线性化 Q5或Q6的跨导 输出电流频谱： （p =1，3，5…） v1与v2 理想相乘项（ ）的电流幅度为： 与大信号幅度无关 输出正比于小信号幅度，小信号放大级跨导 Gilbert 乘法器构成双平衡混频器 工作模式 射频小信号 本振大信号 输出电流 输出电流频谱： （p =1，3，5…） 双平衡混频器优点： ① 输出不含有射频 和本振 分量——口间隔离好 ② 线性范围较大 RF输入级是差分放大器，线性范围比单管大 输出采用双平衡，抵消了RF级的偶次失真项 问题：如何扩大v1的动态范围？ 扩大v1动态范围的方法 ——射极加负反馈电阻 电压关系: 电流关系: 其中 由 得 展开式 忽略高次项 当 有 乘法器的输出电流 结论： 输出电流与输入电压 v1 成线性 v1的最大范围为： 3. v1、v2均为大信号 上、下两对差分对管均工作于开关状态 输出电流频谱: 吉尔伯特模拟乘法器典型产品 MC 1596内部电路 镜像电流源 接反馈电阻 接负载 接偏置和输入信号 混频器三个口的不平衡 平衡的变换 接收机的下变频——双平衡混频器实际电路 射频为1. 9GHz，本振频率为1.7GHz 射频放大级——差分对 用共源共栅组合代替单管 本振开关级—— 双差分对 负载——有源负载 阻值由M16的电流控制 差分对M13 M14和 镜象电流源M15 M11 M12组成 共模反馈电路抑制共模干扰 MC13143 （MOTOROLA公司）超低功耗 线性混频器 主要技术指标： 极低的功耗： 电流1.0mA， 电压1.8–6.5V 宽的输入带宽：DC–2.4GHZ； 宽的输出带宽：DC–2.4GHZ； 宽的本振带宽：DC–2.4GHZ， 高的混频线性： 输出1dB压缩点为3.0dBm； 线性范围可调 50Ω单端射频输入阻抗， 差分集电极开路混频输出 MAX2680 （MAXIM公司）低噪声、硅锗下变频器 射频 400MHz – 2.5GHz 本振频率 400MHz – 2.5GHz 中频 10MHz – 500MHz 电源电压 +2.7V — +5.5V 低功耗模式 电流 ? 变频功率增益 7.6 dB ? 输入三阶截点 -8.2dBm 噪声系数（单边） 8.3dB ? 本振在中频口泄漏 -22dBm ? 本振在射频口泄漏 -26dBm ? IF/2寄生响应 -51dBm ? 名称 测试频率 典型值 注释 MAX2680 主要性能指标 参数名称 400MHz 900MHz 1950MHz 2450MHz 输入阻抗