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[讨论] 利用运算放大器实现的混频器

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至上芯片

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发表于 2008-7-25 10:56:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
混频器常常用一个二极管桥式电路(diodebridge)或一个Gilbert单元(Gilbertcell)来实现。这两类混频器都使用了一个本地振荡器(LO)来跳转射频输入的极性。   当LO为正时,RF输入被混频转换为中频(IF)输出时极性不改变。当LO为负时,RF输入转换为IF时极性改变。于是,通过LO“跳转”了RF信号的极性。这种效应相当于以乘以+1或-1(损耗忽略不计)。
  混频器还可利用运算放大器来实现(图1)。这种运放混频器采用一种平方波LO来跳转RF输入的极性。U1b、D1、D2、R1和R2构成了一个反相半波整流器,用以反转LO,并只输出D2、R3、R4、R5和U1c形成的反相加法器的正半波。
[url=]点击看原图[/url]
  由于R5和R4的值是R3的两倍,经过反相半波整流的LO幅度加倍与原来的LO相加。因此,这些元件共同构成了一个众所周知的全波整流器1。平方波LO输入在U1c产生一个负直流输出,其幅度等于LO的电平值。
  其余的元件,连同U1c和R5一起,形成前述全波整流器的变异体。这个变异体的两个输入和U1a的反相输入相加。RF和LO输入相加,反相并半波整流。二极管D3和D4被U1b等元件构成的整流器反向,故D4只有负值输出。
  U1c作为反相加法器,对RF(通过R9)和LO(通过R11)求和并进行反相半波整流(通过R10)。由于R5、R9和R11的值是R10的两倍,经半波整流后和值的幅度增倍,并与原来的RF和LO信号相加。由此得到的波形具有等于LO幅度的正向直流偏置。把这个结果和U1b及U1c产生的负直流电压结合起来,即消除了两项直流,并使波形直流偏置为零。
  图2的波形显示,当LO为正时,IF输出和RF信号相同,但只要LO为负,IF输出的极性就被改变。这正符合混频特性。
此帖出自RF/无线论坛


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至上芯片

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发表于 2008-7-25 10:56:53 | 显示全部楼层

利用运算放大器实现的混频器


  为避免失真,LO幅度必须大于RF幅度。而且,LO和RF之和的两倍必须小于电源电压以防限幅(clipping)。当然,可用一个简单的10-kΩ电阻来取代并联的R4和R11。混频器电路可用下面的等式来总结:
IF=[RF+LO2×HALF(RF+LO)+FULL(LO)]
  当LO>0时,上式变为:
IF=-[RF+LO-2(RF+LO)+LO]=RF
  当LO<0时,为:
IF=-(RF+LO-0-LO)=-RF
  这里,HALF(RF+LO)表示(RF+LO)的正半波整流,FULL(LO)表示全波整流LO,且LO的幅度比RF的幅度大。因此当LO>0时,IF=RF;LO<0时,IF=-RF。
  这种运放混频器可提供好几种优势。它在所有的三端口上都被直流耦合,对某些应用而言,这可是一大优点。桥式二极管混频器在RF和LO端口处都具有变压器,故只有IF是经过直流耦合的。Gilbert-cell混频器一般通过电容进行交流耦合。
  其次,桥式二极管混频器需要LO足够大以导通两个二极管。运放混频器却没有这种要求。LO可以很小,只要它大于RF即可。第三,运放混频器没有桥式二极管混频器中的6dB损耗。
  此外,运放混频器没有使用变压器,因而它可能适合用硅片实现。最后,它具有高输入阻抗和低输出阻抗,正如大多数运放电路那样。
  这种混频器的最大缺陷是速度很慢,只在低频下有用。不过,快速的运算放大器和卓著的构建技术可以扩展频率范围。此外,需采用精密电阻器以获得良好的结果。



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一粒金砂(中级)

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发表于 2008-12-8 14:39:28 | 显示全部楼层

Re: [分享] 利用运算放大器实现的混频器

看了这些帖,给我的经验是做射频工程师其实你能学到老外的东西然后应用到实际中就算很厉害了,不知道对不对,嘿嘿~~~


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一粒金砂(中级)

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发表于 2018-1-14 07:18:58 | 显示全部楼层
2楼说的对,最好是能做出来


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一粒金砂(初级)

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发表于 2018-1-31 08:53:33 | 显示全部楼层
看不到图。。。


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