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作者:[smwr2] 发布时间:[2024-06-03 18:59:10]

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要获得进行信号处理所需的信号质量,可能需要多个下变频过程和滤波,具体取决于IF频率和系统级规划。(LO 〉 RF为本振上注入式,RF 〉 LO为本振下注入式。)上变频过程中的混频器一般在产生基带信号后采用。在这个过程中,IF为输入,RF为输出。此外,输出为输入信号的和与差。需要在输入和输出端进行额外的滤波,以便减少有害产物,获得与接收信号链相似的理想性能。变频增益是混频器的主要衡量标准,可用于在生产中进行功能验证。变频增益是输出信号电平与输入信号电平之比,通常以dB表示。无源混频器的变频损耗一般与插入损耗表示。一般来讲,大多数混频器的变频损耗介于4.5与9dB之间。这取决于混频器类型以及混频器不平衡、平衡-不平衡变换器不匹配和极管串联电阻等所有额外的损耗。宽频带混频器更容易产生较高的变频损耗,因为它们需要在整个输入带宽上维持平衡。变频增益会影响总系统自动增益控制(AGC)规划、DPD系统算法和灵敏度规划。

请记住,LO驱动电平会影响转换增益和噪声。随着LO功率的下降,噪声也随之下降。双边带(DSB)混频器和单边带(SSB)混频器对噪声的定义略有不同。对于DSB而言,输出端提供所需的IF和镜像(针对到此为止讨论的所有混频器)。对于SSB而言,镜像会尽可能减少。

RF至IF的泄漏以及IF至RF的泄漏表示电路平衡性能,该性能与变频损耗有关。混频器的平衡性能越好,变频损耗就越低;因此,也具有较好的变频性能平坦度。理想情况下,隔离规格尽可能高,并且在终的外形板设计上具有屏蔽和良好的布局。在接收系统中,混频器有可能是整个系统中功率高的器件。因此线性规格非常重要,它可以确定整个接收器的诸多系统规格。在标准或线性工作条件下,混频器的变频损耗是恒定的,与RF功率无关。这意味着,当你以1dB的幅度增加输入功率时,输出功率也会以1dB递增。在P1dB压缩点,输入功率增加,输出不随输入功率线性增加,其值比线性输出低1dB。

同时会增加频谱中的杂散量。完整信号链的1dB压缩点会影响系统的动态范围。混频器的典型P1dB规格介于0至15 dB之间。P1dB越高,性能越高,系统动态范围相应地越好。与P1dB类似,阶截取点(IP3)也会影响系统性能。不佳的阶交调性能与IP3有直接关系,并且会增加真实工作条件下的噪声基底。这看来会降低无线接收器的灵敏度,相应地降低整个无线通信系统的性能。因此,IP3点越高越好。

混频过程会产生输入信号的和与差的输出以及大量额外的有害杂散信号(图3)。这些杂散信号包括基本的混频器输入和输出、其谐波产物(nRF、mLO或kIF)和交调产物、nRF ± mLO(下变频)和nLO ± mIF(上变频)。图3:混频器输出的频谱图显示产生的所有不同产物。需要的信号为和频或差频,不过请注意,有害镜像信号和阶和阶信号为谐波的结果。滤波有助于减少这些有害信号。

混频器中的隔离在以下端口之间指定:RF与IF;LO与IF;IF与RF以及LO与RF。隔离量度计算一个端口到另一个端口的泄漏功率。例如,要测量LO到RF的隔离,只需将一个信号施加到LO端口,然后测量RF端口的这个输入LO信号的功率。由于输入信号(特别是LO)较高,足以导致系统性能下降,因此隔离至关重要。LO泄漏会通过干扰RF放大器或在天线端口辐射RF能量,从而干扰输入信号。LO至IF输出的泄漏会压缩接收器阵列中剩余的IF单元,引起处理错误。

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