无源射频混频器的基本特性(1)

混频器的一个重要作用就是频率搬运,即将中频信号搬运到射频段,或者将射频信号搬运到中频段,前者称为上变频,后者称为下变频。

以上变频为例,在实际使用中f0称为IF(Intermediate Frequency),中频信号;Δf通常等于本振频率,记作Lo(Local Oscillator);搬移之后的信号称为RF(Radio Freqency),即射频信号。整个频率搬移过程可用如下表达式描述

下变频的过程与之类似,但等式左边的量有所不同

这是Mini-Circuits生产的ZX05-12MH+ 同轴双平衡混频器的原理图示意,其带宽为10MHz-1200MHz。

具体的电路原理参考下面链接

二极管双平衡混频器的原理 http://blog.sina.com.cn/s/blog_4cd8139e01000cgx.html

到目前为止,谈论到的混频器还是很理想的,但是假如情况真是这样的话,各种射频电路中的滤波器就没有存在的必要了。但事实上射频滤波器的设计和加工在整个行业内有着重要地位,这某种程度上要归功于混频器的一个特性-频率镜像。

混频器是不能直接在频域进行加减的,它实现的是另一种在时域的运算-乘法。就像这样

运用高中滚瓜烂熟的小技巧-积化和差做一下变形

又有θ=2πf,上式将变成

神器的事情发生了,相乘之后可以看到,信号变成两个正弦谐波之和(忽略cos和sin的相位问题),频率分别为f1+f2与f1-f2。这就实现了频率的搬运过程,就像这样

 

 以f1为中心,存在两个相互对称的频率。但实际上只想要一个频率,这可如何是好呢?

当然要用宇宙频谱变换神器-滤波器,要上变频,就像这样

去掉红色网格阴影部分,留下绿色线框住的部分。准确的讲,这是一个带通滤波器,只保留了f1+f2的成分,这就和之前讲的上变频一模一样了。

同理,下变频也是一样的过程。

除此之外,混频器还有其他一些非理想的特性,比如在IF,Lo,RF之间会产生耦合,具体分析且看下回分解。

 

参考资料

https://www.minicircuits.com/pdfs/ZX05-12MH+.pdf

posted @ 2017-09-01 15:56  夏天雨后的吉他有点风  阅读(2648)  评论(0编辑  收藏  举报