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。可能大多數指標滿足了,但發現有一個指標不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的話,混頻器的IMT性能優先考慮。
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于互調相關的指標。名稱可能各有各的說法,但是本質上是考核接收機的互調性能。所以呢,混頻器的IP3性能也不能忽視。
但是在測試互調抗擾性的時候,要看是卡脖子的在哪?是在接收機本身鏈路的互調性能上,還是本振的相噪上。
因為互調抗擾性里面,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,有多了一個不穩定因素啦,還有,會影響鏈路的互調性能。
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,是對混頻器內部的二極管進行開關操作。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網站上的參考資料中,有一變頻損耗與LO功率的關系。
會發現,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。
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:選型混頻器時需要考慮哪些呢?
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