為無線基站選擇高線性度混頻器
可以采用兩種配置實現(xiàn)有源混頻器:基于平衡(吉爾伯特單元)架構(gòu)設(shè)計的集成混頻器,或結(jié)合IF放大級的無源混頻器,提供增益而非損耗。由于集成混頻器具有放大能力,不需要額外的IF放大級補償插入損耗。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/108102.htm變換增益(或損耗)用對數(shù)表示,單位為dB,如式2所示,是頻率的函數(shù),定義在混頻器的整個工作頻率范圍內(nèi)。為了保證最佳接收性能,變換增益/損耗的變化應(yīng)該在規(guī)定頻率范圍內(nèi)盡可能小。
由于無線基站通常工作在溫度波動的環(huán)境下,應(yīng)該給出整個工作溫度范圍內(nèi)變換增益/損耗的規(guī)格,而且要求變化量盡可能小。由于正常工作條件下,較小的溫度變化范圍對設(shè)計裕量的要求也較小,而設(shè)計裕量對于系統(tǒng)規(guī)劃非常有用,因此,溫度范圍在設(shè)計中是非常重要的因素。
混頻器在大信號下的特性利用一個稱為“1dB壓縮點”(該指標(biāo)也稱為壓縮點(IP1dB))的混頻器參數(shù)以及2階、3階交調(diào)截點(IP2和IP3)表示。根據(jù)下式所示線性表達(dá)式,IP1dB壓縮點用于預(yù)測混頻器增益降低1dB時對應(yīng)的輸入功率:
當(dāng)兩個頻率幾乎相同的大信號作用到混頻器的輸入時,混頻器應(yīng)該也能夠轉(zhuǎn)換微弱信號。該性能通常用3階交調(diào)截點(IP3)表示,該參數(shù)與噪聲系數(shù)一起表示混頻器的動態(tài)范圍。IP3較大說明混頻器的線性度較高?;祛l器數(shù)據(jù)手冊還應(yīng)提供混頻器的輸入、輸出交調(diào)截點,利用式(4),可以根據(jù)IIP3(輸入交調(diào)截點)計算OIP3(輸出交調(diào)截點),反之亦然:
式中,OIP3是混頻器的輸出交調(diào)截點,IIP3是輸入交調(diào)截點,G為變換損耗或增益。由此,對于無源混頻器,混頻器的變換損耗降低了OIP3。為了達(dá)到接收機要求的總體噪聲系數(shù),應(yīng)該在RF或IF增益級對插入損耗進(jìn)行補償(噪聲系數(shù)是在設(shè)計接收機時必須考慮的另一參數(shù))。
無源混頻器與有源混頻器
無源混頻器的主要優(yōu)勢在于它們也可以用作上變頻器。換句話說,其輸入信號可以轉(zhuǎn)換到更高頻率。上變頻器通常用于發(fā)射鏈路,它將IF信號變換到最終的發(fā)射頻率。因為無源混頻器既可用于發(fā)射鏈路,亦可用于接收鏈路,只需訂購一款器件或保留一款器件的庫存。
“直接下變頻接收機”將輸入信號直接下變頻至基帶,無需IF信號。對于這種接收機,混頻器的數(shù)據(jù)手冊應(yīng)該規(guī)定另一重要參數(shù),即端口間隔離度。該參數(shù)用于衡量LO信號和混頻器輸入信號之間的隔離度。如果端口間隔離度不足,LO將與其自身信號混頻,從而在混頻器輸出產(chǎn)生一個直流失調(diào),進(jìn)而降低接收機性能。
由于混頻器對頻率進(jìn)行變換,它將產(chǎn)生新的頻率分量(稱為混頻器雜散分量)。應(yīng)該對雜散分量進(jìn)行全面分析,特別是(2RF-2LO)、(3RF-3LO)和更高階頻譜分量,它們與IF頻率相吻合,直接影響接收機性能。這種現(xiàn)象通常在混頻器數(shù)據(jù)手冊中用2×2和3×3指標(biāo)表示。
除這些參數(shù)外,還必須考慮集成度。將混頻器內(nèi)核與LO放大器、非平衡變壓器和LO開關(guān)集成在一起對于一些應(yīng)用非常有益。
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