第四章镜频抑制和谐波混频器ppt课件.ppt

1,单平衡混频器,混频性能,频谱,变频效率,隔离度,噪声性能,2,混频性能,频谱,变频效率,隔离度,噪声性能,3,90度型和180型单平衡混频器性能比较,90度型端口匹配好，隔离度不好,180度型隔离度好，端口匹配不好,4,双平衡混频器,混频性能,频谱,变频效率,隔离度,噪声性能,5,单平衡混频器实例,180度型,6,LO,7,m+n 只能为奇数,8,LO,IF,?,1GHz,8GHz,二次谐波混频,RF:15GHz,RF:31GHz,四次谐波混频,。,偶次谐波混频,17GHz,33GHz,4.4 谐波混频器,9,偶次谐波混频性能,1.频谱：相比单端混频器，频谱更干净,2.隔离度,3.变频效率,4.噪声特性,镜频噪声,本振噪声,优点：可以用低的LO信号接收高的RF信号，在毫米波接收机中广泛采用。,10,如何实现奇次谐波混频？,11,m+n 只能为偶数,12,LO,IF,?,1GHz,8GHz,基波混频,RF:7GHz,RF:23GHz,三次谐波混频,。,奇次谐波混频,9GHz,25GHz,13,奇次谐波混频性能,1.频谱：相比单端混频器，频谱更干净,2.隔离度,3.变频效率,4.噪声特性,镜频噪声,本振噪声,优点：可以用低的LO信号接收高的RF信号，在毫米波接收机中广泛采用。,14,Ka频段4次谐波混频器,中频滤波器,RF:35GHzLO:9GHz,15,一、什么是镜频对于一个给定的本振信号LO，有两个不同的射频信号LO+IF和LOIF 可以产生相同的中频信号IF。其中一个是我们所期望的射频信号，而另一个就是我们所说的镜频。,LO,LO IF,LO+IF,4.5 镜频抑制混频器,16,二、镜频抑制的重要性 抑制镜频噪声 单边带系统如不抑制镜频噪声,整个混频器噪声系数会增大3dB。对接收来说，若接收下边带，则镜频处噪声会产生中频噪声，同样在接收上边带时也会出现这种情况。抑制镜频干扰 对接收来说，若接收下边带，则镜频处的干扰会进入到中频中，同样在接收上边带时也会出现这种情况。,17,三、镜频抑制的主要方法采用镜频抑制滤波器 我们可以利用滤波器将信号与镜频分开，但在某些应用领域，这两个信号频率靠得很近，利用滤波器实现起来很困难。,本振,镜频,信号,滤波特性,18,镜频抑制混频器 优点：1.对镜频抑制是自动的。2.便于集成，如SOC中。,19,四、镜频抑制混频器电路结构,在镜频抑制混频器电路中，我们将利用电桥使射频信号和镜频产生不同的相移从而分离他们。1，2为两相同的混频单元，通常是单平衡或双平衡混频器。,20,镜频,信号,本振,假定为低本振情况,信号电压：写成 也可，在这只关心相对相位镜频电压：本振电压：中频:IF=RF-LO=LO-RF,镜频抑制混频器工作原理,21,非线性电阻v-i特性如下,22,对信号:信号在混频器1中混频,只考查中频，m=1，n=1,中频电流：,23,信号在混频器2中混频,只考查中频，m=1，n=1,中频电流：,24,A端合成：,B端合成：混频器中频信号,混频器1中频信号移相90,混频器2中频信号,两者相位差180，相互抵消，无输出信号。,混频器2中频信号移相90,因两者相位相同，同相相加，输出为,25,对镜频镜频在混频器1中混频,只考查中频，m=1，n=1,中频电流：,26,镜频在混频器2中混频,只考查中频，m=1，n=1,中频电流：,27,A端合成：,。,混频器1中频信号移相90,混频器2中频信号,两者相位相同，同相相加，输出为,28,混频器中频信号,混频器2中频信号移相90,因两者相位相位差180，相互抵消，无输出信号,可见镜频产生的中频噪声对B端没有影响。,B端合成：,29,RF产生的中频信号,镜频产生的中频信号,在A端口接一匹配负载，将该端口的中频噪声吸收掉，即实现镜频抑制。,30,说明：以上结论均在器件理想状态下而得到，实际中会有误差。在电路结构中要求有的同向功分器（信号端），同幅相移功分器（本振端），90电桥等许多理想因素。实际中,以上无源元件都不可能是绝对理想的,会有相位和幅度不平衡,因此在输出端口会有镜频产生的干扰信号输出。我们定义镜频抑制度的概念来表征电路对镜频的抑制程度。,31,镜频抑制度:在输入等功率的RF信号和镜频信号时（VRFVi）,中频端口处获得的中频信号功率和镜频产生的干扰信号功率之比。要获得20dB的镜频抑制度，要求两路信号通路的幅度不平衡小于1dB，相位不平衡小于10度。,32,实例,33,Ka频段基波镜频抑制混频器MMIC,工艺：0.2m GaAs pHEMT,34,Ka频段四次谐波镜频抑制混频器MMIC,谐波混频单元,