Разделы сайта

Смесители частот

.3.1 Порты смесителей

На рис. 3.1 показаны порты См, где RF (Radio Frequency) - порт ВЧ-сигнала с частотой fRF (порт сигнала радиочастоты), LO (Local Oscillator) - порт сигнала местного генератора (гетеродина) с частотой fLO , IF (Intermediate Frequency) - порт сигнала промежуточной частоты fIF . Если входные порты - IF и LO, а выходной - RF, то речь идет о преобразовании частоты вверх (upconverter). Если входные порты - RF и LO, а выходной IF, то См осуществляет преобразование частоты вниз (downconverter). Продажа ботинок для мотоцикла www.smotra-moto-shop.ru. Широкий ассортимент в Москве.

Рис. 3.1«Порты смесителя частот»

Схемы См могут быть пассивными, в которых в качестве нелинейных элементов применяются полупроводниковые диоды, и активными, в которых последовательно с одним или несколькими портами включены встроенные широкополосные усилители.

диодный смеситель сигнал фильтр

Общие свойства смесителей

В идеальном смесителе в спектре выходного RF-сигнала присутствуют только компоненты первого порядка с суммарной и разностной частотами fLO±fIF. Именно такой смеситель мы стремимся получить, но это невозможно ввиду принципа работы реальных смесителей. Рассмотрим, как функционирует реальный смеситель.

Схема небалансного См ВЧ-диапазона представляет собой соединенные в кольцо источники квазигармонических напряжений uRF(t) и uLO(t), диод и нагрузку. Вольт-амперная характеристика диода описывается экспоненциальной функцией:

i(e)=Sexp(α e),

где S - крутизна, e- напряжение на диоде, α - множитель нелинейности.

Если функцию представить в виде ряда:

i(e)=S[1+ αe+…+(1/n!) αnen+…],

а напряжение как сумму синусоидальных составляющих, у которых частоты fLO и fRF.

То после тригонометрических преобразований окажется, что в спектре тока диода присутствуют гармоники входных сигналов с кратными частотами и составляющие с комбинационными частотами:

fIF=| ±mfRF ±nfLO | ,

где m и n - целые числа.

Также в токе См имеют место паразитные комбинационные компоненты высокого порядка, если в сигнале на выходе имеются гармонические составляющие с близкими частотами.

Мощность каждой компоненты зависит от схемы смесителя и нелинейно связана с амплитудами входных сигналов.

Чтобы избавится от нежелательных паразитных компонент в исследуемой схеме, после смесителя ставится полосно-пропускающий фильтр, выделяющий компоненту первого порядка с суммарной частотой. Тем самым мы приближаемся к желаемому идеальному смесителю, о котором говорилось ранее.

Параметры смесителей

Смесители являются ключевым элементом преобразователей частоты в современных радиоприёмных устройствах. Рассмотрим основные свойства смесителей.

Смесители, которые выполняют функцию перемножения напрямую, обладают превосходными характеристиками, потому что они идеально воспроизводят только гармоники с комбинационными частотами. Одно, достаточно общее свойство таких смесителей то, что они сначала преобразуют входное напряжение в ток, а затем осуществляют перемножение токов. Реальные смесители сложны для анализа, и поэтому их эксплуатационные качества определяются множеством характеристик. Основные параметры смесителей, которые нужно учитывать при создании электронной аппаратуры, можно разделить на три группы: характеристики номинальных сигнальных параметров; коэффициенты передачи и паразитных связей; чувствительность к вариациям параметров входных сигналов и внешних воздействий.

Номинальные параметры.

) Диапазон рабочих частот по каждому из портов fIF, fRF, fLO.

Смесители, как правило, применяются в приёмниках, работающих, начиная с очень низких частот до десятков гигагерц. Типичные серийно выпускаемые смесители имеют максимальную рабочую частоту от 100 МГц до 2,5 ГГц. Диапазон рабочих частот в значительной степени определяет конечный выбор типа смесителя.

) Динамический диапазон.

Это одна из наиболее важных технических характеристик смесителя. Значительный рост числа используемых передатчиков и наличие источников помех означает, что современные радиоприёмники, как правило, работают в жёстких условиях помех. Даже в случае, когда полезный сигнал имеет очень малый уровень, например, в спутниковых системах связи, от приёмника требуется, чтобы он сохранял работоспособность и характеристики в присутствии сильных мешающих сигналов. Нижний предел динамического диапазона смесителя определяется его коэффициентом шума, в то время как верхний предел определяется уровнями коэффициента передачи, интермодуляционных составляющих.

Мощность полезного PRF и опорного PLO сигналов. Значение мощностей указываются в децибелах по отношению к уровню 1мВт (дБмВт) для середины рабочего диапазона частот. Нелинейность амплитудной характеристики (см. рис. 3.2) смесителя PIF (PRF), снимаемая при одногармоническом сигнале на RF-входе, характеризуется уровнем 1-дБ компрессии (1-dB-Compression Point), т.е. мощностью входного сигнала P-1дБ, при которой коэффициент передачи смесителя падает на 1 дБ по сравнению с малосигнальным значением. Динамический диапазон смесителя можно определить как разность между уровнем выходной мощности в точке P-1дБ и уровнем мощности шума, измеренная в децибелах.

Перейти на страницу: 1 2 3

Самое читаемое:

Конструкторско-технологическое проектирование печатной платы
печатная плата Проектирование печатных плат (ПП) представляет трудоемкий, но очень важный процесс. Для того, чтобы обеспечить функционирование электронной аппаратуры (ЭА) необходимы не только схемотехнические решения, функциональная точность, надежность, но и учет влияния внешней среды, конструктивных, эксплуатационных требований, пр ...