Përzierësi është një fazë kryesore e zinxhirit të sinjalit RF në arkitekturën e marrësit superheterodyne (super). Ai lejon që marrësi të akordohet në një brez të gjerë frekuencash me interes dhe pastaj të konvertojë çdo frekuencë të dëshiruar të sinjalit të marrë në një frekuencë fikse të njohur. Kjo lejon që sinjali i interesit të përpunohet, filtrohet dhe demodulohet në mënyrë efikase. Struktura e super strukturës është elegante dhe e thjeshtë, por performanca aktuale varet nga performanca e blloqeve funksionale përbërëse të saj.
Vini re se Superman i kudondodhur u zhvillua nga gjeniu inxhinierik Major EH Armstrong në vitet 1930 dhe zëvendësoi kryesisht modelin e tij të mëparshëm të marrësit, modelin super-rigjenerues (megjithëse përdoret akoma në aplikimet profesionale sot). Më pas, Armstrong gjithashtu shpiku modulimin e frekuencës, i cili ende përdoret gjerësisht. Secila prej tyre do ta bënte Armstrong një kategori "pionier dhe shpikës", por është vërtet e rëndësishme të kesh këto tri shpikje të lidhura me radio. Për më shumë informacion mbi bazat e mikserit, shihni artikullin TechZone "Bazat e mikserit". Në një marrës bazë super "konvertim të vetëm", sinjali RF i bartësit të hyrjes përforcohet nga një ose më shumë faza të përforcuesit të zhurmës së ulët (LNA) dhe pastaj hyn në mikser (Figura 1). Përzierësi ka dy hyrje: sinjal RF dhe oshilator lokal (LO). LO është në një kompensim fiks nga sinjali i dëshiruar për tu akorduar, dhe mund të vendoset mbi ose nën frekuencën e bartësit; ka arsye teknike në disa modele, pse njëra ka përparësi ndaj tjetrës.
Figura 1: Arkitektura bazë superheterodine përzien sinjalin RF me oshilatorin lokal dhe mban një kompensim fiks me sinjalin RF të përforcuar që do të akordohet për të gjeneruar një sinjal IF me frekuencë fikse me konvertim poshtë, i cili më pas mund të amplifikohet dhe demodulohet me brez bazë.
Përzierësi është një fazë jo-lineare që kombinon dy sinjale. Ky përzierje jolineare prodhon dy dalje: njëra në shumën e dy frekuencave të sinjalit, dhe tjetra në ndryshimin e tyre (të tjera dhe/harmonikat prodhohen gjithashtu nga procesi i përzierjes jolineare, por ato nuk janë interesante dhe të lehta për tu filtruar). Ekziston një dalje e tillë e frekuencës fikse, e quajtur frekuencë e ndërmjetme (IF), e cila e bën super dizajnin aq efektiv. Kjo ndodh sepse pavarësisht se cila frekuencë specifike është e akorduar, IF është gjithmonë në të njëjtën frekuencë. Meqenëse frekuenca IF është gjithmonë e njëjtë, përforcuesi i fazës IF dhe demodulatori pasues mund të optimizohen për performancën e një frekuence të vetme të njohur.
Tjetra, filtroni daljen IF të mikserit për të eleminuar çdo artefakt (sa më shumë që të jetë e mundur), dhe pastaj vazhdoni në fazën tjetër për amplifikim dhe demodulim të mëtejshëm. Historikisht, radio tradicionale e transmetimit AM përdorte IF 455 kHz, transmetimi tradicional radio FM përdorte 10.7 MHz, por aplikacionet e tjera profesionale përdorën IF të ndryshme.
Përveç super -konvertimit bazë të vetëm, ka edhe topologji të dyfishtë të konvertimit. Kjo përdoret për frekuenca më të larta të transportuesit, të tilla si 500 MHz ose mbi 1 GHz, për të lehtësuar problemet e filtrimit të sinjalit dhe problemet e zhurmës duke optimizuar performancën e arritshme të secilës fazë; bartësi kalon përmes mikserit/fazës së parë për ta zvogëluar atë afërsisht IF-ja e parë prej 50-100MHz pastaj konvertohet më tej në IF-në e dytë nga përzierësi/LO i dytë. Kjo u siguron projektuesve fleksibilitet më të madh të përgjithshëm dhe zbut disa nga kërkesat për specifikimet e komponentëve individualë. (Ekzistojnë edhe marrës të konvertimit të trefishtë në përdorim tregtar.) Figura 2: Në një dizajn të dyfishtë konvertimi, super metoda bazë shtrin fazën e parë të konvertimit poshtë për akordim në një frekuencë më të lartë; dalja IF bëhet ekuivalente me një RF Frekuence fikse, e cila përzihet me LO të fazës së dytë për të prodhuar një dalje të dytë IF.
1. Dizajni Zero-IF
Edhe pse metoda ultra-precize LO/IF është arkitektura më e suksesshme e marrësit, ajo tani po fiton konkurrencë nga një metodë tjetër: një marrës zero-IF, i njohur gjithashtu si një marrës i drejtpërdrejtë i konvertimit (DCR), Marrësi homodyne ose marrës sinkron (Figura 3). Këtu, frekuenca LO është vendosur shumë afër frekuencës së bartësit RF të sinjalit të dëshiruar. Prodhimi i përzier është menjëherë në brezin bazë dhe nuk kërkon një fazë IF.
Figura 3: Metoda zero-IF përdor një LO që është shumë afër sinjalit RF dhe konvertohet drejtpërdrejt në brez bazë pa një fazë të ndërmjetme të IF.
Edhe pse kjo metodë teorikisht zvogëlon kompleksitetin e qarkut bazë, ajo imponon kërkesa të rrepta në të gjitha fazat, duke përfshirë gamën dinamike, stabilitetin, shtrembërimin, gamën e akordimit dhe zhurmën. Për disa aplikacione të zgjedhura dhe të dizajnuara me kujdes, IC mund t'i bëjë marrësit zero-IF konkurrues ose superiorë ndaj super-marrësve me nivele IF.
2. Parametrat kryesorë të mikserit
Përzierësit mund të jenë pasivë (zakonisht të ndërtuar me dioda) ose pajisje aktive që përdorin fitim të tranzistorit. Si një modul funksional që mbledh sinjale në një brez të gjerë frekuence RF dhe e shndërron atë në një frekuencë fikse IF, mikserat kanë shumë kërkesa për të. Përzierësit aktivë dhe pasivë secili siguron kombinime të ndryshme të parametrave kryesorë, të gjithë maten në dB, përveç rasteve kur thuhet ndryshe:
Pika e interceptimit të rendit të tretë ose pika kryq e hyrjes (IIP3 ose IP3) lidhet me efektin e përzierësit të produktit jolinear në sinjalin e amplifikuar linear të shkaktuar nga termi i produktit jolinear të rendit të tretë. Dy frekuenca provash brenda brezit të kalimit të mikserit përdoren për të vlerësuar pikën e interceptimit të rendit të tretë; në mënyrë tipike, këto frekuenca testimi janë rreth 20 deri në 30 kHz larg njëra -tjetrës. Një vlerë më e lartë IP3 (në dBm) tregon një mikser më të mirë.
Humbja/fitimi i konvertimit është raporti i fuqisë dalëse IF me fuqinë hyrëse RF. Për përzierësit pasivë, kjo është gjithmonë humbja (dB negative), zakonisht midis -5 dhe -10 dB. Edhe pse është një masë e efikasitetit të një përzierësi, problemi këtu nuk është efikasiteti i furnizimit me energji DC, por niveli relativisht i ulët i fuqisë RF që mikseri sheh nga ai.
Shifra e zhurmës (NF) është shumë e rëndësishme sepse karakterizon zhurmën e shtuar nga përzierësi dhe shfaqet në daljen IF. Ky është një shqetësim, sepse sapo zhurma brenda grupit të shtohet në sinjalin e interesit, është pothuajse e pamundur të eliminohet, shkatërrohet sinjali, të bëhet demodulimi më sfidues dhe të zvogëlohet shkalla e gabimit të bitit (BER). Shifra tipike e zhurmës është midis 0.5 dhe 3 dB.
Izolimi përcakton shkallën në të cilën mikser pengon që energjia e sinjalit të hyrjes RF ose LO të arrijë daljen IF, e cila mund të shkatërrojë dhe shtrembërojë IF dhe të shkaktojë probleme dhe gabime demodulimi. Ratioshtë raporti i hyrjes RF ose LO me daljen IF nëse rrjedh.
Gama dinamike mat raportin e nivelit maksimal të sinjalit me nivelin minimal të sinjalit që përzierësi mund të trajtojë dhe akoma siguron një sinjal IF që plotëson specifikimet. Në varësi të hyrjes së pritshme RF, sistemi mund të kërkojë diapazon mesatar (50 dB) ose dinamik të gjerë (100 dB).
Këto janë vetëm parametrat e performancës që lidhen me mikserin e lartë. Të tjerat përfshijnë refuzimin e figurës, kompresimin e fitimit, kompensimin DC dhe pikën e kompresimit 1 dB.
3. Gama e gjerë e përzierësve në dispozicion
Shitësit e mikserave përfshijnë shitësit tradicionalë të IC analoge me ekspertizë RF, si dhe shitës të përqendruar në RF që zhvillojnë miksera IC dhe diskrete. Meqenëse këto dy grupe shikojnë performancën e mikserit nga drejtime të ndryshme, ata kanë fusha të ndryshme fokusi në drejtim të përparësive dhe kompromisit, si dhe aspekte të përbashkëta.
Furnizuesi i IC ADI prezantoi ADL5350, i cili është një mikser pasiv me një përfundim GaAs pHEMT me amplifikator tampon të integruar LO (Figura 4).
Figura 4: Përzierësi pasiv ADL5350 përfshin një përforcues aktiv LO për të thjeshtuar funksionimin dhe kërkesat e gjenerimit të sinjalit LO.
Kjo pajisje me brez të gjerë mund të trajtojë frekuenca nga 750 MHz në 4 GHz dhe është projektuar për stacionet bazë celulare me lloje dhe standarde të ndryshme modulimi. Tamponi i lejon përdoruesit të sigurojë një LO të nivelit të ulët, i cili thjeshton dizajnin. Humbja e konvertimit është 6.8 dB, shifra e zhurmës është 6.5 dB, dhe IP3 është 25 dB. Për shkak të frekuencave të përfshira, ADL5350 përdor një jastëk të ekspozuar 8 VFDFN, pako në shkallë çipi. (Mund të përdoret gjithashtu për procesin shtesë të konvertimit, por kjo është një histori tjetër.)
CEL (ish -Laboratori Lindor i Kalifornisë) siguron çip silikoni UPC2757 MMIC (mikrovalë monolit IC) për hyrje RF nga 0.1 në 2.0 GHz dhe IF nga 20 në 300 MHz (Figura 6).
Figura 6: Seria UPC2757 e CEL përfshin përzierës aktivë bazë për hyrje RF midis 0.1 dhe 2.0 GHz.
UPC2757TB është optimizuar për konsum të ulët të energjisë, ndërsa UPC2758TB është optimizuar për shtrembërim të ulët. Për çdo IC, fitimi i konvertimit është një funksion i frekuencës LO (Figura 7).
Figura 7: Fitimi i konvertimit të MMIC UPC2757 të CEL ndryshon me frekuencën LO; dy anëtarë kryesorë të familjes ofrojnë zgjedhje bazë për konsumin dhe shtrembërimin e energjisë.
Këta janë vetëm dy shembuj. Përzierësit janë në dispozicion nga shumë furnizues; pajisjet mund të përdoren për frekuenca të ndryshme RF dhe LO, si dhe nivele të ndryshme të fuqisë dhe parametra të performancës. Procesi i vendimmarrjes së projektuesit rendit së pari kërkesat bazë të frekuencës dhe vlerat e kërkuara për vetitë e tjera të mikserit, si dhe çdo fleksibilitet ose kompromis që mund të ekzistojë në cilindo nga këta faktorë.
Produkti ynë të tjera:
