Mikseris ir RF signālu ķēdes galvenais posms superheterodīna (super) uztvērēja arhitektūrā. Tas ļauj uztvērēju noregulēt plašā interesējošā frekvenču joslā un pēc tam jebkuru vēlamo saņemto signāla frekvenci pārvērst zināmā fiksētā frekvencē. Tas ļauj efektīvi apstrādāt, filtrēt un demodulēt interesējošo signālu. Superstruktūras struktūra ir eleganta un vienkārša, taču faktiskā veiktspēja ir atkarīga no tās veidojošo funkcionālo bloku darbības.
Ņemiet vērā, ka visuresošo Supermenu izstrādāja inženieru ģēnijs majors EH Armstrongs, kurš bija pagājušā gadsimta trīsdesmitajos gados un lielā mērā aizstāja savu iepriekšējo uztvērēja dizainu, super-reģeneratīvo dizainu (lai gan tas joprojām tiek izmantots profesionālos lietojumos arī šodien). Pēc tam Ārmstrongs arī izgudroja frekvences modulāciju, kas joprojām tiek plaši izmantota. Jebkurš no viņiem padarītu Ārmstrongu par "pionieru un izgudrotāju" kategoriju, taču ir patiešām svarīgi, lai būtu šie trīs ar radio saistītie izgudrojumi. Plašāku informāciju par maisītāja pamatiem skatiet TechZone rakstā "Miksera pamati". Pamata super "vienas konversijas" uztvērējā ievades nesēja RF signāls tiek pastiprināts ar vienu vai vairākiem zema trokšņa pastiprinātāja (LNA) posmiem un pēc tam nonāk maisītājā (1930. attēls). Mikserim ir divas ieejas: RF signāls un vietējais oscilators (LO). LO atrodas fiksētā nobīdē no vēlamā noregulējamā signāla, un to var iestatīt virs vai zem nesēja frekvences; dažiem dizainparaugiem ir tehniski iemesli, kādēļ viens ir pārāks par otru.
1. attēls. Pamata superheterodīna arhitektūra sajauc RF signālu ar vietējo oscilatoru un saglabā fiksētu nobīdi ar pastiprināto RF signālu, kas jāregulē, lai radītu lejupvērstas, fiksētas frekvences IF signālu, kuru pēc tam var pastiprināt un demodulēt Baseband.
Mikseris ir nelineāra pakāpe, kas apvieno divus signālus. Šī nelineārā sajaukšana rada divus izvadus: vienu divu signālu frekvenču summā, bet otru - atšķirībā (citas un/un harmonikas rada arī nelineārs sajaukšanas process, taču tās nav interesantas un viegli filtrējamas). Ir tāda fiksēta sitienu frekvences izeja, ko sauc par starpfrekvenci (IF), kas padara super dizainu tik efektīvu. Tas ir tāpēc, ka neatkarīgi no tā, kāda konkrētā frekvence ir noregulēta, IF vienmēr ir vienā un tajā pašā frekvencē. Tā kā IF frekvence vienmēr ir vienāda, IF posma pastiprinātāju un sekojošo demodulatoru var optimizēt vienas zināmas frekvences darbībai.
Pēc tam filtrējiet maisītāja IF izvadi, lai (cik vien iespējams) novērstu visus artefaktus, un pēc tam pārejiet uz nākamo posmu turpmākai pastiprināšanai un demodulācijai. Vēsturiski tradicionālais apraides AM radio izmantoja 455 kHz IF, tradicionālais apraides FM radio izmantoja 10.7 MHz, bet citās profesionālajās lietojumprogrammās tika izmantoti dažādi IF.
Papildus pamata viena reklāmguvuma super, ir arī dubultas konversijas topoloģijas. To izmanto augstākām nesēju frekvencēm, piemēram, 500 MHz vai vairāk par 1 GHz, lai atvieglotu signālu filtrēšanas un trokšņa problēmas, optimizējot katra posma sasniedzamo veiktspēju; nesējs iet caur pirmās pakāpes maisītāju/LO, lai to samazinātu līdz apmēram. Pirmais 50-100MHz IF pēc tam tiek tālāk pārveidots par otro IF ar otro maisītāju/LO. Tas nodrošina dizaineriem lielāku elastību un atvieglo dažas prasības attiecībā uz atsevišķu komponentu specifikācijām. (Komerciālos nolūkos ir pat trīskāršas konversijas uztvērēji.) 2. attēls. Divkāršas pārveidošanas konstrukcijā pamata super metode pagarina pirmo lejupvērstās konversijas posmu, lai noregulētu augstākā frekvencē; IF izvade kļūst līdzvērtīga fiksētas frekvences RF, kas tiek sajaukta ar otrā posma LO, lai iegūtu otru IF izvadi.
1. Nulles IF dizains
Lai gan LO/IF īpaši precīza metode ir līdz šim visveiksmīgāk izstrādātā uztvērēja arhitektūra, tagad tā iegūst konkurenci no citas metodes: nulles IF uztvērējs, kas pazīstams arī kā tiešā uztvērēja pārveidošanas uztvērējs (DCR), vai sinhronais uztvērējs (3. attēls). Šeit LO frekvence ir iestatīta ļoti tuvu vēlamā signāla RF nesēja frekvencei. Jaukta izeja ir uzreiz pamatjoslā un tai nav nepieciešama IF stadija.
3. attēls: nulles IF metode izmanto LO, kas ir ļoti tuvu RF signālam un tieši pārvēršas par pamatjoslu bez IF starpposma.
Lai gan šī metode teorētiski samazina pamata ķēdes sarežģītību, tā nosaka stingras prasības visiem posmiem, ieskaitot dinamisko diapazonu, stabilitāti, izkropļojumus, regulēšanas diapazonu un troksni. Dažām rūpīgi atlasītām un izstrādātām lietojumprogrammām IC var padarīt nulles IF uztvērējus konkurētspējīgus vai augstākus par super uztvērējiem ar IF līmeņiem.
2. Galvenie maisītāja parametri
Mikseri var būt pasīvi (parasti veidoti ar diodēm) vai aktīvas ierīces, kas izmanto tranzistora pastiprinājumu. Kā funkcionāls modulis, kas savāc signālus plašā RF frekvenču joslā un pārveido to uz fiksētu IF frekvenci, maisītājiem ir daudz prasību. Katrs aktīvais un pasīvais maisītājs nodrošina dažādas galveno parametru kombinācijas, kuras visas mēra dB, ja vien nav norādīts citādi:
Trešās kārtas pārtveršanas punkts vai ievades šķērspunkts (IIP3 vai IP3) attiecas uz nelineārā produktu maisītāja ietekmi uz lineāri pastiprināto signālu, ko izraisa trešās kārtas nelineāra produkta termins. Trešās kārtas pārtveršanas punkta novērtēšanai tiek izmantotas divas testa frekvences maisītāja caurlaides joslā; parasti šīs testa frekvences ir aptuveni 20 līdz 30 kHz. Augstāka IP3 vērtība (dBm) norāda uz labāku maisītāju.
Reklāmguvuma zudums/pieaugums ir IF izejas jaudas attiecība pret RF ieejas jaudu. Pasīviem maisītājiem tas vienmēr ir zudums (negatīvs dB), parasti no -5 līdz -10 dB. Lai gan tas ir maisītāja efektivitātes rādītājs, problēma šeit nav līdzstrāvas barošanas avota efektivitāte, bet gan salīdzinoši zemais RF jaudas līmenis, ko maisītājs saskata.
Trokšņa skaitlis (NF) ir ļoti svarīgs, jo tas raksturo maisītāja pievienoto troksni un parādās IF izejā. Tas rada bažas, jo, tiklīdz joslas troksnis tiek pievienots interesējošajam signālam, ir gandrīz neiespējami novērst, iznīcināt signālu, padarīt demodulāciju sarežģītāku un samazināt bitu kļūdu īpatsvaru (BER). Tipisks trokšņa rādītājs ir no 0.5 līdz 3 dB.
Izolācija nosaka pakāpi, kādā maisītājs neļauj RF vai LO ieejas signāla enerģijai sasniegt IF izvadi, kas var iznīcināt un izkropļot IF un izraisīt demodulācijas problēmas un kļūdas. Tā ir RF vai LO ieejas attiecība pret IF noplūdes izvadi.
Dinamiskais diapazons mēra maksimālā signāla līmeņa un minimālā signāla līmeņa attiecību, ko maisītājs var apstrādāt, un joprojām nodrošina IF signālu, kas atbilst specifikācijām. Atkarībā no paredzamās RF ievades sistēmai var būt nepieciešams vidējs (50 dB) vai plašs dinamiskais diapazons (100 dB).
Šie ir tikai veiktspējas parametri, kas saistīti ar augšējo mikseri. Citi ietver attēla noraidīšanu, pastiprinājuma saspiešanu, līdzstrāvas nobīdi un 1 dB saspiešanas punktu.
3. Plašs pieejamo maisītāju klāsts
Mikseru pārdevēji ietver tradicionālos analogos IC pārdevējus ar RF pieredzi, kā arī RF orientētus pārdevējus, kas izstrādā IC un diskrētus maisītājus. Tā kā šīs divas grupas uz maisītāja darbību skatās no dažādiem virzieniem, tām ir atšķirīgas prioritāšu un kompromisu jomas, kā arī kopīgi aspekti.
IC piegādātājs ADI iepazīstināja ar ADL5350, kas ir GaAs pHEMT vienpusējs pasīvs maisītājs ar integrētu LO bufera pastiprinātāju (4. attēls).
4. attēls: ADL5350 pasīvajā maisītājā ir aktīvs LO pastiprinātājs, lai vienkāršotu LO signāla ģenerēšanas darbību un prasības.
Šī platjoslas ierīce var apstrādāt frekvences no 750 MHz līdz 4 GHz, un tā ir paredzēta šūnu bāzes stacijām ar dažādiem modulācijas veidiem un standartiem. Buferis ļauj lietotājam nodrošināt zemu LO līmeni, kas vienkāršo dizainu. Konversijas zudums ir 6.8 dB, trokšņa rādītājs ir 6.5 dB, un IP3 ir 25 dB. Iesaistīto frekvenču dēļ ADL5350 izmanto 8 VFDFN eksponētu spilventiņu, mikroshēmas mēroga paketi. (To var izmantot arī papildu konversijas procesam, bet tas ir cits stāsts.)
CEL (agrāk Kalifornijas austrumu laboratorija) nodrošina UPC2757 silīcija mikroshēmu MMIC (monolīta mikroviļņu IC) RF ieejai no 0.1 līdz 2.0 GHz un IF no 20 līdz 300 MHz (6. attēls).
6. attēls: CEL UPC2757 sērija ietver pamata aktīvos maisītājus RF ieejai no 0.1 līdz 2.0 GHz.
UPC2757TB ir optimizēts zemam enerģijas patēriņam, savukārt UPC2758TB ir optimizēts maziem izkropļojumiem. Katram IC pārveidošanas pieaugums ir LO frekvences funkcija (7. attēls).
7. attēls: CEL UPC2757 MMIC konversijas pieaugums mainās atkarībā no LO frekvences; divi galvenie ģimenes locekļi nodrošina pamata izvēli enerģijas patēriņam un traucējumiem.
Šie ir tikai divi piemēri. Maisītāji ir pieejami no daudziem piegādātājiem; aprīkojumu var izmantot dažādām RF un LO frekvencēm, kā arī dažādiem jaudas līmeņiem un darbības parametriem. Dizaineru lēmumu pieņemšanas procesā vispirms ir uzskaitītas pamata frekvences prasības un nepieciešamās vērtības citām maisītāja īpašībām, kā arī jebkura elastība vai kompromisi, kas var rasties jebkurā no šiem faktoriem.
citu mūsu produktu:
