基于CMOS模拟开关实现平衡混频器

基于CMOS模拟开关实现平衡混频器

　　3.3 混频器性能测试

　　混频器的性能指标主要包括变频增益、线性度、隔离度等。变频增益反映了从射频输入信号到输出信号衰减或放大的程度，负的变频增益常被称为变频损耗。实测的开关混频器的变频损耗如图5 所示，在本振频率为50 MHz,射频输入频率为55 MHz～110 MHz 时的变频损耗， 在测试频段内损耗小于7 dB，波动小于1 dB。

图5 混频器变频损耗曲线

　　LdB 压缩点是表征线性度的一个指标。混频器的输出信号随输入信号功率的变化曲线图如图6 所示。可以看到当输入信号比较小时， 转换增益是一个常数， 增强到某一个值开始，它就偏离了直线。实测混频器的l dB 压缩点大于13.5 dB。混频器隔离度是指各频率端口间的相互隔离， 实测本振与中频端口的隔离度在10 dB 左右。

图6 增益压缩特性曲线图

　　3.4 混频器特性分析

　　实测表明利用CMOS 开关可以实现开关混频器， 但CMOS 开关的参数影响比较大，应用中要注意以下几点：

　　① 模拟开关的导通和关断时间，决定了开关混频器的工作频带，限制了混频器的使用;

　　② 开关驱动信号实际为本振信号。由于CMOS 模拟开关的逻辑控制端驱动电流极小，一般低于纳安级，因此它完全可以由数字I/O 直接驱动，因此可直接采用DDS 或时钟芯片直接控制，从而达到降低功耗、简化电路的目的;

　　③ 模拟开关大多可以使信号双向传输， 因此开关混频器即可以作为上变频器，也可以作为下变频器;

　　④ 开关混频器的线性度取决于模拟开关的导通电阻RON，尽量选择导通电阻较小的开关;

　　⑤ 由于开关的输入输出阻抗不是50 欧姆，因此使用过程中要对输入输出口进行阻抗匹.配;

　　⑥ 测试表明单平衡的本振隔离度交差， 这由电路本身的结构决定，可采用双平衡方式，提高本振的隔离度;

　　⑦ 混频器的奇数谐波比较丰富， 使用时需采用滤波网络进行滤波。这一特点在实际使用混频器时必须考虑。

　　4 结束语

　　提出了一种基于CMOS 开关实现的单平衡混频器电路，具有成本低、易实现、高线性度等优点。本振采用方波驱动，易于和数字电路集成， 在实际应用中， 增大了接收机的动态范围，提高了超外差接收机的性能。

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