混频器单平衡混频器教学课件.ppt

* 6.2.2 单平衡混频器 电路组成——四部分 ① 由本振信号激励的差分对管 Q2 Q3 ② 输出电流受射频信号控制的晶体管Q1 ③ 中频负载RL 电路工作的三个特点 ① Q1 是射频小信号线性放大器 （输入跨导级） ③ 当双端输出时，输出电流 是两电流 和 的差 ② 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 ④ 直流偏置（图中未画出） 工作原理 （1）线性跨导级Q1 ——射频输入为小信号 应工作于放大区－加上偏置电路—设置合适的工作点 Q1的集电极电流 （2）差分放大级 Q2 Q3 输出电压 条件：差分对输入电压 足够大 双曲正切 分段线性 两段折线 双向开关 展开式： 差分对输出电流 的近似 得到频率： p =1，3，5，… 、 本振各奇次谐波与 射频基波的组合频率 输出电流中包含 本振及本振的奇次谐波 射频信号与开关函数中各分量相乘 （3）单平衡混频器的输出电压 混频器的电压增益 缺点：中频输出口与本振口隔离不好 得输出电流中的中频电流 滤波 结论：实现了混频 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） 6.2.3 吉尔伯特双平衡混频器 ——模拟乘法器 应用目的： 改善单平衡混频器口间隔离不好的缺点 电路特点： 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 按v1、v2的大小分三种情况来讨论该模拟乘法器输出。 1. v1、v2均为小信号 （ 、 均小于26mV ） 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 ，输出电流简化为： 近似 2．一个为大信号，一个为小信号 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： 输出正比于 与大信号幅度无关 小信号幅度 小信号放大级跨导 为小信号 大信号（V2m 100mv ） 设 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， 问题：如何扩大 的动态范围？ （1）RF 输入级是差分放大器， 线性范围比单管大 （2）输出采用双平衡， 抵消了RF级的偶次失真项 原因？ 电压关系 电流关系 其中 扩大 动态范围的方法 ——射极加负反馈电阻 由 由 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 *