無源射頻混頻器的基本特性(1)
混頻器的一個重要作用就是頻率搬運,即將中頻信號搬運到射頻段,或者將射頻信號搬運到中頻段,前者稱為上變頻,後者稱為下變頻。
以上變頻為例,在實際使用中f0稱為IF(Intermediate Frequency),中頻信號;Δf通常等於本振頻率,記作Lo(Local Oscillator);搬移之後的信號稱為RF(Radio Freqency),即射頻信號。整個頻率搬移過程可用如下表達式描述
下變頻的過程與之類似,但等式左邊的量有所不同
這是Mini-Circuits生產的ZX05-12MH+ 同軸雙平衡混頻器的原理圖示意,其帶寬為10MHz-1200MHz。
具體的電路原理參考下面鏈接
二極管雙平衡混頻器的原理 http://blog.sina.com.cn/s/blog_4cd8139e01000cgx.html
到目前為止,談論到的混頻器還是很理想的,但是假如情況真是這樣的話,各種射頻電路中的濾波器就沒有存在的必要了。但事實上射頻濾波器的設計和加工在整個行業內有著重要地位,這某種程度上要歸功於混頻器的一個特性-頻率鏡像。
混頻器是不能直接在頻域進行加減的,它實現的是另一種在時域的運算-乘法。就像這樣
運用高中滾瓜爛熟的小技巧-積化和差做一下變形
又有θ=2πf,上式將變成
神器的事情發生了,相乘之後可以看到,信號變成兩個正弦諧波之和(忽略cos和sin的相位問題),頻率分別為f1+f2與f1-f2。這就實現了頻率的搬運過程,就像這樣
以f1為中心,存在兩個相互對稱的頻率。但實際上只想要一個頻率,這可如何是好呢?
當然要用宇宙頻譜變換神器-濾波器,要上變頻,就像這樣
去掉紅色網格陰影部分,留下綠色線框住的部分。準確的講,這是一個帶通濾波器,只保留了f1+f2的成分,這就和之前講的上變頻一模一樣了。
同理,下變頻也是一樣的過程。
除此之外,混頻器還有其他一些非理想的特性,且看下回分解。
無源射頻混頻器的基本特性(1)