有源混頻器差分至單端IF匹配

引言
高線性度有源混頻器最近的性能改進使無線及電纜基礎設施系統的設計人員對其吸引力在日益提高。與傳統無源混頻器相比，經過良好設計的高線性度有源混頻器擁有以下幾種優勢：
* 低本振（LO）泄漏電平
* 低本振驅動電平
* 更高輸出信號電平
* 更小解決方案尺寸
　低LO泄漏是由于平衡電路拓撲的使用，以及近乎完美及 IC布局的可重復對稱性。
　在UHF及微波頻段，低噪聲放大器（LNA）、濾波器及壓控振蕩器（VCO）均一般為單端。鑒于此，早期的高線性度有源混頻器要求為RF及LO端口使用外部變壓器，從而增加了整個解決方案的尺寸。現在，單端50Ω RF輸入可以集成RF變壓器來實現，而單端LO輸入則能以集成放大器來使能，此類放大器可精確地將單端輸入轉換成用于驅動雙平衡混頻器開關內核的差分輸入。
在典型的IF輸出頻段，SAW濾波器、放大器及ADC均可采用差分接口，故無需使用IF變壓器。但很多系統仍要求采用單端IF輸出。由于成本、物理尺寸及制造可變性等因素，利用這些應用中的變壓器來執行差分至單端轉換并不理想。且由于在芯片上實現VHF變壓器所需的面積很大，故對這些應用中所使用的IF輸出變壓器進行集成并不實際。而執行差分至單端轉換的內部IF放大器則可以在某些低功率有源混頻器來實現，但在高線性度應用中的表現并不佳，除非在IF放大前能對混頻器輸出進行濾波。

變壓器IF匹配
如圖1所示的LT5522為一款帶集成變壓器RF輸入的高信號電平下變頻混頻器。其射頻端口從1.2GHz至2.3GHz于內部匹配。只需在RF輸入上使用一個分流器件即可在低至600MHz或高至2.7GHz的頻率上工作。LO輸入經過內部匹配，以用于從400MHz至2.7GHz的單端50Ω工作。差分IF輸出阻抗在內部被設置為400Ω電阻與1pF電容并聯的阻抗網絡。圖1為一種由L1、L2及C4組成的簡單、三組件、低通IF匹配網絡，可將內部400Ω差分輸出阻抗轉換成240MHz IF頻率上的200Ω差分。而變壓器T1則將200歐姆差分IF輸出轉換成50Ω單端輸出。
圖1  LT5522下變頻混頻器應用原理圖__IF變壓器匹配
每一集電極開路IF輸出從T1中心抽頭上拽取15mA的DC偏置電流。
圖1所示的低通匹配組件是基于圖2所示的阻抗變壓器。假設使用4:1變壓器，則IF輸出匹配的帶寬很寬，這要歸功于阻抗變壓器的低Q值（Q=1）。
圖2  低通阻抗變壓器

分立器件式拜侖中頻匹配
 低通IF匹配與變壓器可用如圖3所示的分立器件式拜侖來代替。L與C值被計算成可在IF頻率上實現180