有源混頻器差分到單端IF的匹配方法

現(xiàn)在高線性度有源混頻器性能的改進正在引起無線和有線基礎結構系統(tǒng)設計人員的關注。與傳統(tǒng)無源混頻器相比，良好設計的高線性度有源混頻器有下列優(yōu)點：
_低本振（LO）泄漏電平；
_低LO驅(qū)動電平；
_較高的輸出信號電平；
_較小的尺寸。
低LO漏電是由于采用平衡電路拓撲和精確可重復的對稱集成電路布線。
在VHF和微波頻率，低噪聲放大器（LAN）、濾波器和壓控振蕩器（VCO）一般是單端的?；诖嗽?，早期的高線性度有源混瀕器對于RF和LO端口需要外部變壓器，這會增加整個方案的尺寸?，F(xiàn)在，單端50ΩRF輸入用集成RF變壓器實現(xiàn)、由集成放大器使能LO輸入，能精確地變換單端輸入到差分，以便驅(qū)動雙平衡混頻器的開關部分。
在一般的中頻（IF）輸出頻率，表面聲波（SAW）濾波器、放大器和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）備有差分接口，因此不需要IF變壓器。
然而，很多系統(tǒng)需要1個單端IF輸出。在這些應用中用變壓器來執(zhí)行差分到單端變換，這是不希望的，因為成本、物理尺寸和制造可變性的原因。集成IF輸出變壓器是不現(xiàn)實的，這是由于需要在片上實現(xiàn)VHF變壓器。在一些低功率有源濾波器中用內(nèi)部IF放大器執(zhí)行差分到單端變換，但在高線性度應用中工作比較差，除非在IF放大前濾波混頻器輸出。
變壓器IF匹配
圖1所示LT5522（Linear公司）是高信號電平下變頻混頻器的1個實例，它具有RF輸入集成變壓器。它的RF口從1.2GHz到2.3GHz內(nèi)部匹配。在RF輸入用單個分流元件可使其工作在低到600MHz或高達2.7GHz。對于400MHz~2.7GHz單端50Ω工作，內(nèi)部匹配LO輸入。差分IF輸出阻抗內(nèi)部設置到400Ω并聯(lián)1pF。圖1中示出由L1、L2和C4組成的簡單、3元件低通IF匹配網(wǎng)絡，它在240MHz IF頻率變換內(nèi)部400Ω差分輸出阻抗到200Ω差分輸出。變壓器T1變換200Ω差分IF輸出到50Ω單端輸出。
每個集電極開路IF輸出耗電15mA DC偏置電流，此電流通過T1中心抽頭提供。
圖1所示的低通匹配元件是基于圖2所示的阻抗變換器。假定用4：1變壓器，則IF輸出匹配帶寬是寬的，這是由于阻抗變換器的低Q（Q=1）值所致。
分立平衡——不平衡變換器IF匹配
可以用分立平衡——不平衡變換器（圖3）替代低通IF匹配和變壓器。計算L和C值來實現(xiàn)在IF頻率180