無線電接收發射技術詳解

　　另一個重要參數是變換增益（或變換損耗）。變換增益是判斷混頻器配置為有源架構或無源架構的重要依據。無源混頻器不包含放大信號的元件，存在插入損耗（稱為變換損耗）；而有源混頻器包含有源器件，能夠提供變換增益。

　　可以采用兩種配置實現有源混頻器：基于平衡（吉爾伯特單元）架構設計的集成混頻器，或結合IF放大級的無源混頻器，提供增益而非損耗。由于集成混頻器具有放大能力，不需要額外的IF放大級補償插入損耗。

　　（式2）

　　變換增益（或損耗）用對數表示，單位為dB，如式2所示，是頻率的函數，定義在混頻器的整個工作頻率范圍內。為了保證最佳接收性能，變換增益/損耗的變化應該在規定頻率范圍內盡可能小。

　　由于無線基站通常工作在溫度波動的環境下，應該給出整個工作溫度范圍內變換增益/損耗的規格，而且要求變化量盡可能小。由于正常工作條件下，較小的溫度變化范圍對設計裕量的要求也較小，而設計裕量對于系統規劃非常有用，因此，溫度范圍在設計中是非常重要的因素。

　　混頻器在大信號下的特性利用一個稱為“1dB壓縮點” （該指標也稱為壓縮點（IP1dB））的混頻器參數以及2階、3階交調截點（IP2和IP3）表示。根據式3所示線性表達式，IP1dB壓縮點用于預測混頻器增益降低1dB時對應的輸入功率：

　　POUT = G × PIN（式3）

　　當兩個頻率幾乎相同的大信號作用到混頻器的輸入時，混頻器應該也能夠轉換微弱信號。該性能通常用3階交調截點（IP3）表示，該參數與噪聲系數一起表示混頻器的動態范圍。IP3較大說明混頻器的線性度較高。混頻器數據資料還應提供混頻器的輸入、輸出交調截點，利用式4，可以根據IIP3 （輸入交調截點）計算OIP3 （輸出交調截點），反之亦然：

　　OIP3 = IIP3 + G（式4）

　　式中，OIP3是混頻器的輸出交調截點，IIP3是輸入交調截點，G為變換損耗或增益。由此，對于無源混頻器，混頻器的變換損耗降低了OIP3。為了達到接收機要求的總體噪聲系數，應該在RF或IF增益級對插入損耗進行補償（噪聲系數是在設計接收機時必須考慮的另一參數）。

　　無源混頻器與有源混頻器

　　無源混頻器的主要優勢在于它們也可以用作上變頻器。換句話說，其輸入信號可以轉換到更高頻率。上變頻器通常用于發射鏈路，它將IF信號變換到最終的發射頻率。因為無源混頻器既可用于發射鏈路，亦可用于接收鏈路，只需訂購一款器件或保留一款器件的庫存。

　　“直接下變頻接收機”將輸入信號直接下變頻至基帶，無需IF信號。對于這種接收機，混頻器的數據資料應該規定另一重要參數，即端口間隔離度。該參數用于衡量LO信號和混頻器輸入信號之間的隔離度。如果端口間隔離度不足，LO將與其自身信號混頻，從而在混頻器輸出產生一個直流失調，進而降低接收機性能。

　　由于混頻器對頻率進行變換，它將產生新的頻率分量（稱為混頻器雜散分量）。應該對雜散分量進行全面分析，特別是（2RF - 2LO）、（3RF - 3LO）和更高階頻譜分量，它們與IF頻率相吻合，直接影響接收機性能。這種現象通常在混頻器數據資料中用2x2和3x3指標表示。

　　除這些參數外，還必須考慮集成度。將混頻器內核與LO放大器、非平衡變壓器和LO開關集成在一起對于一些應用非常有益。

五、為無線基站選擇高線性度混頻器

　　通用PCB接收機布板提高設計靈活性

　　目前，針對不同頻率范圍采用同一電路板布局可有效減輕開發工作的負荷。只需改動少數關鍵元件，即可將900MHz GSM接收機系統設計用于1800MHz GSM系統。

　　引腳兼容的混頻器系列產品非常適合采用同一通用PCB布局支持多頻段無線架構的應用。最終目標是開發一個電路布局用于多種標準的無線基站，支持GSM、UMTS、WiMAX™和LTE應用。

　　例如，接收鏈路中，類似于MAX2029的無源混頻器可以對接收信號進行下變頻，而同樣的混頻器可以在發送鏈路對IF信號進行上變頻，將其轉換到最終發射頻率。圖2所示電路中集成了所有外部元件：LO緩沖放大器、非平衡變壓器和LO開關。

　　圖2. 無源混頻器框圖

　　作為下變頻器，MAX2029可提供36.5dBm的IIP3、27dBm的IP1dB、6.5dB的變換損耗以及6.7dB的噪聲系數。由于MAX2029的SiGe處理工藝大大提高了器件性能，非常適合要求超高線性度和低噪聲系數的基站應用。

　　2RF - 2LO抑制（-10dBm RF輸入信號時為72dBc）有助于降低中心頻率附近諧波分量的濾波要求，從而簡化濾波器設計，提高性價比。MAX2029擴展了815MHz至1000MHz的低端頻率范圍。作為引腳兼容的混頻器系列（包括MAX2039和MAX2041）產品的一員，MAX2029允許接收機采用同一PCB布局支持不同頻率范圍、不同通信標準的設計。

　　有源混頻器既可采用平衡式（吉爾伯特單元）設計，亦可采用無源混頻器與IF放大器相組合的形式。例如，MAX9986即采用了第二種配置。較低的噪聲系數允許混頻器之前采用很低的RF增益，有助于改善接收機的線性度。另一方面，如果為了降低串聯噪聲系數而增大混頻器前級的增益時，混頻器必須具備足夠高的線性度，以保證接收機的整體線性度指標。

　　正確選擇混頻器

　　從互聯網搜索混頻器時，很難篩選出不同混頻器的全部技術指標列表，需要做出優化選擇。幸運的是，我們提供基于web的參數搜索工具，幫助您完成這項工作。設計工程師可利用參數搜索工具快速找到最合適的IC。在一個網頁即可顯示所有檢索要求，列出篩選結果和相關型號。更改任何檢索條件都將立即刷新型號列表。檢索功能包括：單擊篩選框、滑動條篩選控制、多級篩選及其它多項提示工具。提供了一種最便捷的型號查找途徑。

　　圖3所示的搜索結果列出了具有10dB增益、專為基站設計的有源混頻器。推薦型號為MAX9986。點擊型號鏈接，即可直接進入該器件的快速瀏覽網頁，找到相關的數據資料、應用筆記及其它更多信息。

　　圖3. 該web工具能夠列出符合篩選條件的產品—在用戶做出決定之前！

　　利用Maxim的web工具進行參數搜索，能夠得到符合一組篩選條件的產品型號—在用戶做出決定之前。“智能”搜索算法只顯示符合規格要求的器件。用戶不能選擇排除所有型號。該參數搜索工具采用最新版的Web 2.0技術，無需在用戶系統上安裝任何插件。

六、方波發生器電路圖

　　組成的問路改為兩個二極管（VDl）和VD2）和電阻（R1和RPl）構成的網絡．使電容器Cl的充放電時間常數不等，達到

　　改變占空比的目的。它是利用電容兩端電壓Uc1即運算放大器Al的②腳與@腳相比較，由此決定輸出電壓u。的極性是¨正還是負。u的極性又決定通過電容C1的電流是充電（使Uc增加）．還是放電（使u c，減少）；而uc1的大小再次決定Un的極性。如此不斷反復，產生了方波。