有源混頻器差分到單端IF的匹配方法

現(xiàn)在高線性度有源混頻器性能的改進(jìn)正在引起無線和有線基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員的關(guān)注。與傳統(tǒng)無源混頻器相比，良好設(shè)計(jì)的高線性度有源混頻器有下列優(yōu)點(diǎn)：
_低本振（LO）泄漏電平；
_低LO驅(qū)動(dòng)電平；
_較高的輸出信號(hào)電平；
_較小的尺寸。
低LO漏電是由于采用平衡電路拓?fù)浜途_可重復(fù)的對(duì)稱集成電路布線。
在VHF和微波頻率，低噪聲放大器（LAN）、濾波器和壓控振蕩器（VCO）一般是單端的?；诖嗽?，早期的高線性度有源混瀕器對(duì)于RF和LO端口需要外部變壓器，這會(huì)增加整個(gè)方案的尺寸?，F(xiàn)在，單端50ΩRF輸入用集成RF變壓器實(shí)現(xiàn)、由集成放大器使能LO輸入，能精確地變換單端輸入到差分，以便驅(qū)動(dòng)雙平衡混頻器的開關(guān)部分。
在一般的中頻（IF）輸出頻率，表面聲波（SAW）濾波器、放大器和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）備有差分接口，因此不需要IF變壓器。
然而，很多系統(tǒng)需要1個(gè)單端IF輸出。在這些應(yīng)用中用變壓器來執(zhí)行差分到單端變換，這是不希望的，因?yàn)槌杀?、物理尺寸和制造可變性的原因。集成IF輸出變壓器是不現(xiàn)實(shí)的，這是由于需要在片上實(shí)現(xiàn)VHF變壓器。在一些低功率有源濾波器中用內(nèi)部IF放大器執(zhí)行差分到單端變換，但在高線性度應(yīng)用中工作比較差，除非在IF放大前濾波混頻器輸出。
變壓器IF匹配
圖1所示LT5522（Linear公司）是高信號(hào)電平下變頻混頻器的1個(gè)實(shí)例，它具有RF輸入集成變壓器。它的RF口從1.2GHz到2.3GHz內(nèi)部匹配。在RF輸入用單個(gè)分流元件可使其工作在低到600MHz或高達(dá)2.7GHz。對(duì)于400MHz~2.7GHz單端50Ω工作，內(nèi)部匹配LO輸入。差分IF輸出阻抗內(nèi)部設(shè)置到400Ω并聯(lián)1pF。圖1中示出由L1、L2和C4組成的簡(jiǎn)單、3元件低通IF匹配網(wǎng)絡(luò)，它在240MHz IF頻率變換內(nèi)部400Ω差分輸出阻抗到200Ω差分輸出。變壓器T1變換200Ω差分IF輸出到50Ω單端輸出。
每個(gè)集電極開路IF輸出耗電15mA DC偏置電流，此電流通過T1中心抽頭提供。
圖1所示的低通匹配元件是基于圖2所示的阻抗變換器。假定用4：1變壓器，則IF輸出匹配帶寬是寬的，這是由于阻抗變換器的低Q（Q=1）值所致。
分立平衡——不平衡變換器IF匹配
可以用分立平衡——不平衡變換器（圖3）替代低通IF匹配和變壓器。計(jì)算L和C值來實(shí)現(xiàn)在IF頻率180