集成RF混頻器與無源混頻器方案的性能比較
過去,RF研發(fā)人員在高性能接收器設(shè)計中使用無源下變頻混頻器取得了較好的整體線性指標和雜散指標。但在這些設(shè)計中使用分立的無源混頻器也存在一些缺點。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/146779.htm為了達到接收器整體噪聲系數(shù)的指標要求,需要在射頻(RF)增益級或中頻(IF)增益級補償無源混頻器的插入損耗。與集成混頻器相比,使用無源混頻器時,用戶不僅要考慮其輸入三階截點(IIP3),還要考慮輸出三階截點(OIP3)。無源混頻器的二階線性指標一般都比集成平衡混頻器的差,而該指標在考慮接收器的半中頻雜散性能時非常重要。由于混頻器的線性度與本振驅(qū)動電平直接相關(guān),所以必須產(chǎn)生相當大的本振注入,然后通過PCB布線饋入無源混頻器的本振端口。此外,還需要外部RF放大級對這些信號進行放大,使整個設(shè)計對本振輻射和干擾非常敏感。由于無源混頻器是一個全分立方案,成本更高、PCB尺寸更大,由于分立元件之間的偏差也會導(dǎo)致性能上的差異。
集成(或有源)混頻器設(shè)計可以獲得與無源混頻器相媲美的性能,因而備受歡迎。集成混頻器包含一個真正的平衡混頻器(Gilbert單元)或帶有中頻放大的無源混頻器,借助增益補償了損耗。由于集成混頻器具有增益級,不再像無源混頻器那樣需要外部中頻放大器補償損耗。對于噪聲系數(shù)指標非常好的集成混頻器,如Maxim的MAX9993、MAX9981和MAX9982,在混頻電路前端需要較小的RF增益,從而改善了接收器的整體線性指標。值得強調(diào)的是,如果通過在混頻器前端提高增益來改善串聯(lián)噪聲系數(shù),也必須提高混頻器的線性度,以保持接收器的整體線性指標。MAXIM的MAX9993、MAX9981和MAX9982混頻器還包括有本振(LO)驅(qū)動電路。
Maxim的MAX9993高線性度下變頻混頻器具有圖1所示功能?! ?/p>
MAX9993在PCS和UMTS頻帶的指標如下:
變頻增益=8.5dB
噪聲系數(shù)=9.5dB
三階輸入截點(IIP3)=+23.5dBm
三階輸出截點(OIP3)=+32dBm
二階輸入截點(IIP2)=+60dBm
二階輸出截點(OIP2)=+68.5dBm
低本振驅(qū)動電平:0到+6dBm
兩路開關(guān)(SPDT)為GSM應(yīng)用選擇LO輸入(本振開關(guān)在無切換應(yīng)用重,如cdma2000,選擇固定本振信號)
圖2所示是一個無源混頻器、中頻放大器和LO放大器組成的分立方案。圖中使用了單端元件,其二階線性度與Maxim的集成混頻器相比較差。從集成RF混頻器的數(shù)據(jù)資料看,為了與Maxim的集成混頻器進行比較,RF電路設(shè)計人員必須在無源設(shè)計中考慮各個分立元件的等效串聯(lián)特性。例如,設(shè)計人員不僅要注意無源混頻器的三階輸入截點,而且要考慮它的三階輸出截點和包括中頻放大級在內(nèi)的整體系統(tǒng)響應(yīng)。此外,設(shè)計者還必須計算無源混頻器方案的等效增益和噪聲系數(shù),并將結(jié)果與集成混頻器參數(shù)進行比較。
對每級電路都使用了以下符號:
G=變頻功率增益
NF=噪聲系數(shù)
IIP3=輸入三階截點
OIP3=輸出三階截點
實例
參照圖2,計算中頻放大器參數(shù),得到與MAX9993增益、噪聲系數(shù)和三階截點性能相當?shù)恼w串聯(lián)響應(yīng)。假定Mini-CircuitsHJK-19MH無源混頻器用于PCS和UMTS頻帶,給定參數(shù)為:
G1=-7.5dB
NF1=7.5dB(假設(shè))
IIP31=+29dBm
OIP31=IIP31+G1=+21.5dBm
電氣符號相關(guān)文章:電氣符號大全
混頻器相關(guān)文章:混頻器原理
評論