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選型混頻器時需要考慮哪些呢?

2022/09/06
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閱讀需 5 分鐘
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在超外差接收機中,混頻器是很重要的器件。

但是,在選型混頻器時,需要考慮哪些問題呢?

在詳述以上問題時,先看看混頻器都有哪些指標。為直觀起見,我們從mini-circuits的混頻器的手冊看起。

就如所有其他器件一樣,混頻器也有Maximum Ratings,也就是說,當超過這些值時,混頻器可能被損壞。

從上面圖片可知,一個混頻器主要的性能指標包括:

工作頻率范圍:包括本振/射頻端口的工作頻率,中頻端口的工作頻率;

變頻損耗;

端口之間的隔離度;

射頻端口的駐波

本振端口的駐波

IP3/P1dB

Harmonics Tables

那現(xiàn)在開始了,假設你要設計一個接收機,那怎么選擇合適的混頻器呢?

首先,需要說明一下,選型的時候,往往是個迭代的過程,主要原因是,接收機的指標太多,而混頻器的指標也不少??赡艽蠖鄶?shù)指標滿足了,但發(fā)現(xiàn)有一個指標不OK,就得推翻前面的操作,重新來一遍。

第一步呢,可能是做個考慮,是用一次變頻呢,還是用兩次變頻。

兩次變頻的話,可以把射頻先往高里變頻,所以對混頻器的諧波性能(IMT table)不太敏感。

一次變頻的話,考慮到后級ADC的工作頻率,所以中頻也不能選擇太高。中頻不能太高,就導致在頻率規(guī)劃時,對混頻器的IMT性能要求比較高。因為其m*RF+/-n*LO的雜散頻率可能和中頻頻率重疊。所以如果選擇一次變頻架構(gòu)的話,混頻器的IMT性能優(yōu)先考慮。

第二步呢,就需要看看,混頻器的工作頻率是否滿足要求,包括射頻端口的工作頻率,本振端口的工作頻率以及中頻端口的工作頻率。

第三步呢,需要看一下混頻器的IP3性能是否滿足要求。

因為接收機可能會有一個關(guān)于互調(diào)相關(guān)的指標。名稱可能各有各的說法,但是本質(zhì)上是考核接收機的互調(diào)性能。所以呢,混頻器的IP3性能也不能忽視。

但是在測試互調(diào)抗擾性的時候,要看是卡脖子的在哪?是在接收機本身鏈路的互調(diào)性能上,還是本振的相噪上。

因為互調(diào)抗擾性里面,其實還暗含著本振相噪對抗擾性的影響。

第四步呢,就是看看混頻器的變頻損耗。

變頻損耗,可能會影響接收機的靈敏度。有同學可能會說,沒關(guān)系的啦,我射頻前端多放級放大器就好了啦。其實,不盡然。

因為多放一級放大器會引起很多不好的影響,比如說,功耗會變大啦,有多了一個不穩(wěn)定因素啦,還有,會影響鏈路的互調(diào)性能。

所以,混頻器的變頻損耗和IP3性能,要在鏈路中反復迭代,選擇合適的前端增益,保證靈敏度和互調(diào)性能都能滿足指標。

第五步呢,就是混頻器的本振功率。

本振信號,是對混頻器內(nèi)部的二極管進行開關(guān)操作。在手冊上,給出的性能指標,都是在一定的本振功率測試出來的。

但是,實際上,有時候本振功率變化一點,對混頻器的性能影響并不大。從mini網(wǎng)站上的參考資料中,有一變頻損耗與LO功率的關(guān)系。

會發(fā)現(xiàn),本振功率在4~10dBm時,變頻損耗變化都不是很大。但是,本振功率下降,可能也會引起其他指標的惡化,比如IP3。

那本振功率要求的小,有啥好處呢?好處就是可以省個放大器。

至于混頻器的輸入輸出駐波,其實在設計中,考慮的并不多。大不了,加個衰減器嘍。

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公眾號加油射頻工程師,分享工作和學習中,對射頻知識的理解和感悟。