Mikser, superheterodin (super) alıcı quruluşundakı RF siqnal zəncirinin əsas mərhələsidir. Alıcının geniş bir maraq tezliyi aralığında tənzimlənməsinə və sonra istənilən qəbul edilən siqnal tezliyini bilinən sabit bir tezliyə çevirməsinə imkan verir. Bu, maraq siqnalının səmərəli işlənməsinə, süzülməsinə və demodulyasiyasına imkan verir. Super quruluşun quruluşu zərif və sadədir, amma həqiqi performans onu təşkil edən funksional blokların performansından asılıdır.
Qeyd edək ki, hər yerdə olan Superman, mühəndislik dahisi mayor EH Armstrong tərəfindən 1930-cu illərdə hazırlanmış və əsasən əvvəlki qəbuledici dizaynı olan super rejenerativ dizaynı əvəz etmişdir (baxmayaraq ki, bu gün də peşəkar tətbiqlərdə istifadə olunur). Sonradan Armstrong, hələ də geniş istifadə olunan tezlik modulyasiyasını icad etdi. Onlardan hər hansı biri Armstrongu "qabaqcıl və ixtiraçı" kateqoriyasına daxil edərdi, amma bu üç radio ilə əlaqəli ixtiranın olması həqiqətən vacibdir. Mikserin əsasları haqqında daha çox məlumat üçün TechZone "Mikserin əsasları" məqaləsinə baxın. Əsas super "tək çevrilmə" qəbuledicisində, giriş daşıyıcısı RF siqnalı bir və ya daha çox aşağı səs gücləndirici (LNA) mərhələsi ilə gücləndirilir və sonra mikserə daxil olur (Şəkil 1). Mikserin iki girişi var: RF siqnalı və yerli osilator (LO). LO, tənzimlənmək istədiyiniz siqnaldan sabit bir məsafədədir və daşıyıcı tezliyinin üstündə və ya altında təyin edilə bilər; bəzi dizaynlarda texniki səbəblər var, niyə biri digərindən üstündür.
Şəkil 1: Əsas superheterodin arxitekturası, RF siqnalını yerli osilatorla qarışdırır və aşağıya çevrilən, sabit tezlikli İF siqnalı yaratmaq üçün tənzimlənəcək gücləndirilmiş RF siqnalı ilə sabit bir ofset saxlayır və bundan sonra gücləndirilə və Baseband demodulyasiya edilə bilər.
Mikser, iki siqnalı birləşdirən xətti olmayan bir mərhələdir. Bu qeyri -xətti qarışdırma iki nəticə verir: biri iki siqnal tezliyinin cəmində, digəri isə fərqində (digər və/harmoniklər də qeyri -xətti qarışdırma prosesi ilə istehsal olunur, lakin maraqlı deyil və süzülməsi asan deyil). Super dizaynı belə təsirli edən aralıq tezlik (İF) adlanan sabit bir vuruş tezliyi çıxışı var. Bunun səbəbi, spesifik tezliyin nə olursa olsun, IF həmişə eyni tezlikdə olmasıdır. IF tezliyi həmişə eyni olduğu üçün, IF mərhələsi gücləndiricisi və sonrakı demodulator, bilinən tək bir tezliyin performansı üçün optimallaşdırıla bilər.
Sonra, hər hansı bir artefaktı (mümkün qədər) yox etmək üçün mikserin IF çıxışını süzün və sonra daha da gücləndirmək və demodulyasiya etmək üçün növbəti mərhələyə keçin. Tarixən ənənəvi yayım AM radiosu 455 kHz IF, ənənəvi yayım FM radiosu 10.7 MHz istifadə edirdi, digər professional tətbiqlər isə fərqli IF -lərdən istifadə edirdi.
Əsas tək çevrilmə superinə əlavə olaraq ikiqat dönüşüm topologiyaları da var. Bu, hər bir mərhələnin əldə edilə bilən performansını optimallaşdıraraq siqnal süzgəc problemlərini və səs -küy problemlərini azaltmaq üçün 500 MHz və ya 1 GHz -dən yuxarı kimi daha yüksək daşıyıcı tezliklərində istifadə olunur; Taşıyıcı, təxminən onu azaltmaq üçün birinci mərhələli qarışdırıcıdan/LO keçir. 50-100MHz olan ilk IF daha sonra ikinci qarışdırıcı/LO tərəfindən ikinci IF-ə daha da aşağı çevrilir. Bu, dizaynerlərə daha çox ümumi elastiklik təmin edir və fərdi komponent spesifikasiyaları üçün bəzi tələbləri rahatlaşdırır. (Kommersiya istifadəsində hətta üçlü çevrilmə qəbulediciləri də var.) Şəkil 2: İkiqat dönüşüm dizaynında, əsas super metod daha yüksək tezlikdə tənzimləmək üçün ilk aşağı çevrilmə mərhələsini uzadır; IF çıxışı, ikinci bir IF çıxışı istehsal etmək üçün ikinci mərhələnin LO ilə qarışdırılan sabit bir Frequency RF -yə bərabər olur.
1. Zero-IF dizaynı
LO/IF ultra-dəqiqlik metodu ən müvəffəqiyyətli bir şəkildə qəbul edilən alıcı arxitekturası olsa da, indi başqa bir üsulla rəqabət qazanır: sıfır-IF qəbuledicisi, eyni zamanda birbaşa qəbuledici-dönüşüm alıcısı (DCR), Homodin qəbuledicisi və ya sinxron qəbuledici (Şəkil 3). Burada LO tezliyi istədiyiniz siqnalın RF daşıyıcı tezliyinə çox yaxın olaraq təyin olunur. Qarışıq çıxış dərhal əsas bantdadır və IF mərhələsi tələb etmir.
Şəkil 3: Sıfır-İF metodu, RF siqnalına çox yaxın olan və aralıq IF mərhələsi olmadan birbaşa aşağı zolağa çevrilən bir LO istifadə edir.
Bu üsul nəzəri olaraq əsas dövrənin mürəkkəbliyini azaltsa da, dinamik aralıq, sabitlik, təhrif, tənzimləmə diapazonu və səs -küy daxil olmaqla bütün mərhələlərə ciddi tələblər qoyur. Diqqətlə seçilmiş və dizayn edilmiş bəzi tətbiqlər üçün IC, sıfır-IF alıcılarını IF səviyyəsi olan super alıcılardan üstün və ya üstün edə bilər.
2. Əsas mikser parametrləri
Mikserlər passiv ola bilər (ümumiyyətlə diodlarla qurulur) və ya tranzistor qazancından istifadə edən aktiv qurğular. Geniş bir RF tezlik diapazonunda siqnalları toplayan və sabit bir IF tezliyinə aşağı çevirən funksional bir modul olaraq mikserlərin bir çox tələbləri var. Aktiv və passiv qarışdırıcıların hər biri, başqa cür göstərilmədiyi təqdirdə, hamısı dB ilə ölçülən müxtəlif əsas parametrlərin birləşməsini təmin edir:
Üçüncü dərəcəli kəsişmə nöqtəsi və ya giriş kəsişmə nöqtəsi (IIP3 və ya IP3), qeyri-xətti məhsul qarışdırıcının üçüncü dərəcəli qeyri-xətti məhsul müddətinin səbəb olduğu xətti olaraq gücləndirilmiş siqnala təsirinə aiddir. Üçüncü dərəcəli müdaxilə nöqtəsini qiymətləndirmək üçün mikserin keçid zolağında iki test tezliyi istifadə olunur; Tipik olaraq, bu test tezlikləri bir -birindən təxminən 20-30 kHz aralığındadır. Daha yüksək IP3 dəyəri (dBm ilə) daha yaxşı bir qarışdırıcı olduğunu göstərir.
Dönüşüm itkisi/qazancı, IF çıxış gücünün RF giriş gücünə nisbətidir. Passiv qarışdırıcılar üçün bu həmişə zərərdir (mənfi dB), ümumiyyətlə -5 ilə -10 dB arasındadır. Bir qarışdırıcının səmərəliliyinin ölçüsü olsa da, burada problem DC enerji təchizatının səmərəliliyində deyil, mikserin gördüyü nisbətən aşağı RF gücündədir.
Səs -küy rəqəmi (NF) çox vacibdir, çünki mikserin əlavə etdiyi səs -küyü xarakterizə edir və IF çıxışında görünür. Bu narahatlıq doğurur, çünki qrupdakı səs-küy maraq siqnalına əlavə edildikdə, siqnalın aradan qaldırılması, məhv edilməsi, demodulyasiyanı daha çətin hala gətirməsi və bit xətasının dərəcəsini (BER) azaltması demək olar ki, mümkün deyil. Tipik səs -küy rəqəmi 0.5 ilə 3 dB arasındadır.
İzolyasiya, mikserin RF və ya LO giriş siqnal enerjisinin IF çıxışına çatmasını maneə törətmə dərəcəsini təyin edir, bu da IF -ni məhv edə və təhrif edə və demodulyasiya problemlərinə və səhvlərə səbəb ola bilər. RF və ya LO girişinin sızma IF çıxışına nisbətidir.
Dinamik diapazon, maksimum siqnal səviyyəsinin mikserin idarə edə biləcəyi minimum siqnal səviyyəsinə nisbətini ölçür və hələ də spesifikasiyalara cavab verən IF siqnalı verir. Gözlənilən RF girişindən asılı olaraq sistem orta (50 dB) və ya geniş dinamik diapazon (100 dB) tələb edə bilər.
Bunlar yalnız üst qarışdırıcı ilə əlaqəli performans parametrləridir. Digərləri arasında görüntü rədd edilməsi, qazanc sıxılması, DC ofset və 1 dB sıxılma nöqtəsi var.
3. Mövcud mikserlərin geniş çeşidi
Mikser istehsalçıları arasında RF təcrübəsi olan ənənəvi analoq IC satıcıları, həmçinin IC və diskret mikserlər hazırlayan RF mərkəzli satıcılar var. Bu iki qrup mikserin performansına fərqli istiqamətlərdən baxdığından, prioritetlər və alış-verişlər baxımından fərqli cəhətləri olduğu kimi ortaq cəhətləri də var.
IC tədarükçüsü ADI, inteqrasiya olunmuş LO tampon gücləndiricisi olan GaAs pHEMT tək uçlu passiv mikser olan ADL5350-ni təqdim etdi (Şəkil 4).
Şəkil 4: ADL5350 passiv qarışdırıcı, LO siqnal istehsalının işini və tələblərini asanlaşdırmaq üçün aktiv bir LO gücləndiricisini ehtiva edir.
Bu genişzolaqlı cihaz 750 MHz -dən 4 GHz -ə qədər olan tezlikləri idarə edə bilir və fərqli modulyasiya növləri və standartlarına malik olan mobil baza stansiyaları üçün nəzərdə tutulmuşdur. Tampon istifadəçiyə dizaynı asanlaşdıran aşağı səviyyəli LO təmin etməyə imkan verir. Dönüşüm itkisi 6.8 dB, səs -küy rəqəmi 6.5 dB və IP3 25 dB -dir. İştirak edilən tezliklərə görə, ADL5350 8 VFDFN çip ölçülü paketdən istifadə edir. (Əlavə çevrilmə prosesi üçün də istifadə edilə bilər, amma bu başqa bir hekayədir.)
CEL (keçmiş Kaliforniya Şərq Laboratoriyası), 2757 ilə 0.1 GHz arasında RF girişi və 2.0 ilə 20 MHz aralığında UPC300 silikon çip MMIC (monolitik mikrodalğalı IC) təmin edir (Şəkil 6).
Şəkil 6: CEL -in UPC2757 seriyası, 0.1 və 2.0 GHz arasında RF girişləri üçün əsas aktiv mikserləri ehtiva edir.
UPC2757TB aşağı enerji istehlakı üçün, UPC2758TB isə aşağı təhrif üçün optimize edilmişdir. Hər bir IC üçün, dönüşüm qazancı LO tezliyinin bir funksiyasıdır (Şəkil 7).
Şəkil 7: CEL -in UPC2757 MMIC -in dönüşüm qazancı LO tezliyinə görə dəyişir; iki əsas ailə üzvü enerji istehlakı və təhrif üçün əsas seçimləri təmin edir.
Bunlar yalnız iki nümunədir. Mikserlər bir çox təchizatçıdan əldə edilə bilər; avadanlıq müxtəlif RF və LO tezliklərində, eləcə də fərqli güc səviyyələrində və performans parametrlərində istifadə edilə bilər. Dizaynerin qərar vermə prosesi əvvəlcə digər qarışdırıcı xüsusiyyətləri üçün əsas tezlik tələblərini və tələb olunan dəyərləri, habelə bu faktorların hər hansı birində mövcud ola biləcək hər hansı bir elastikliyi və ya dəyişikliyi sadalayır.
Bizim digər məhsul:
