混频器基础介绍

1、混频器特性浅析及选型混频器特性浅析及选型索引n 概述-3n混频器分类-7l 以乘法器件划分l 以乘法器件拓扑结构划分l 混频器IPmn的案例分享n混频器指标解析及选型-10l 指标解析l 混频器选型案例讨论l 器件厂商的选型考虑为什么需要用混频器，为什么需要用混频器，混频器是干什么的？混频器是干什么的？概述概述我们需要把语音信息调制到载波频率进行收发无线通信,是因为l避免占用频带的重叠；l通信设备收发天线的长度限制（天线长度应与射频波长成正比）；l通信电路中走线和IC大小与射频频率的反比关系。 接收机中，我们需要利用混频器，将载波频率降下来，便于后续电路选频，解调出有用信号来。混频器:l通常是

2、一种利用器件的频域乘法特性来实现频谱搬移的功能模块;l接收机中， 混频器一般为下变频混频，用以实现射频信号的中频化;l我们需重点关注接收系统对混频器的线性，差损，RF,LO，IF三端口的隔离等要求。滤除公式中的较高频率，则得到选出的中频IF信号Freq（RF-LO)超外差式2次变频数字中频方案：lRF频段，中频频段，多级滤波器提高接收机选频能力；l不同频段进行增益放大保证系统稳定；（单一频段增益不宜超50dB）l固定中频的A/D变化，较低的数字解调难度； 相比零中频等较简单的电路结构，此电路在混频器后有较多的选频放大，必须在前级配置较高的增益来降低系统噪声系数，同时，此电路有较强的镜频等干扰，

3、这两点使我们必须选择IIP3点更高，杂散抑制更好的混频器FF-fF+fLo=F+IFIFIF-fIF+fFM调制与4FSK调制的信号频谱不是关于中心频率对称的，信号的倒相将改变信号频谱分布，可能会造成信号调解出错VHF的一本振为高本振，大家是否都遇到过因信号倒相而数字灵敏度测不出的情况？是不是一定要通过软件改相位解决？注意高本振情况下的频谱倒相问题索引n 概述-3n混频器分类-7l 以乘法器件划分l 以乘法器件拓扑结构划分l 混频器IPmn的案例分享n混频器指标解析及选型-10l 指标解析l 混频器选型案例讨论l 器件厂商的选型考虑混频器分类混频器分类u以乘法器件划分二极管混频FET混频 需求

4、决定配置！手台，车台，中继台 对号入座！二极管BJTFET线性较好较差好频率范围宽窄窄馈电无有有本振需求较高一般一般引入噪声一般大小成本一般一般较高u以乘法器件拓扑结构划分单管混频，单，双，三平衡式-拓扑复杂度的增加，是以对称结构抵消共模信号，影响的是RF，LO，IF三端口的口间隔离及谐波抑制，这两者会影响到你的杂散，灵敏度，互调，EMI,EMC。单平衡双平衡三平衡单平衡双平衡三平衡结构简单 普通复杂混频管数246隔离度RF-IF差好好LO-IF好好好LO-RF好好好谐波抑制RF谐波较差较好好LO谐波较好较好好交调截止点IPmn性能对比一般使用频率越高的混频器，会采用越多的级数关于混频器IPm

5、n的案例中转台RD980 U3的杂散AB34l问题起因 RD980要求杂散CE 85dB以上，而此类型杂散在330-400MHZ频段最差为78dBl问题分析1.根据杂散点计算公式：Freq AB34(1)=4RF/3-5IF/3,由RF频率范围330400MHZ,IF=73.35MHZ,则得到，在360MHZ附近，此杂散点靠近RF，在接收前端带通上不受抑制；2.测试此类杂散点距离360MHZ较远,带通有抑制的点，发现杂散抗扰性没有相应改善，证明优化RF谐波效果甚微;3.增加本振放大端的谐波抑制，杂散没有改善，由此推断此杂散是RF与LO的基波直接在乘法器件中混频得到；4.尝试在混频器前增加LC匹

6、配，从而改变混频器IPmn，测试发现新参数下，AB34最差82dB，但其他杂散抗扰性变差严重；l 问题结论： 1.频率接近RF的杂散主要考验非线性器件IPmn，因输入到混频器的信号大于LNA，变容二极管，混频器一般较易成为瓶颈，如接收系统杂散指标要求较高，需做重点评估； 2.从多部工具书以及测试经验来看，混频器输入输出端严格的50欧匹配是保证频段内性能一致的必要条件。关于混频器IPmn的案例 U3频段的AB34(1)杂散在366.75MHZ频段与RF同频，这是否还算作杂散？ 为避免与邻道，互调等指标重合，杂散一般规定为100KHZ以外的干扰信号，而FCC,CE标准更有杂散点与RF频点频距的规定

7、，一般不小于10MHZ,相关资料请后续自行查阅。 索引n 概述-3n混频器分类-7l 以乘法器件划分l 以乘法器件拓扑结构划分l 混频器IPmn的案例分享n混频器指标解析及选型-12l 指标解析l 混频器选型案例讨论l 器件厂商的选型考虑混频器指标解析及选型混频器指标解析及选型 选型一款混频器，首先要对应到相应频段去评估指标，根据IP3与LO幅度的组合需求去过滤产品，再由细节指标选出适合的产品，最后是成本，交期和后续频段兼容的考虑。混频器指标影响接收系统指标受控及限制三阶交调截止点IIP3互调抗扰性乘法器件线性度，变频损耗，LO驱动幅度LO驱动幅度混频差损，线性度受乘法器件类型，变频损耗影响差

8、损LOSS链路增益变频损耗，LO驱动幅度噪声系数NF接收灵敏度乘法器件类型，LO驱动幅度隔离度ISOLATION互调，杂散，灵敏度乘法器件拓扑结构，对称性，链路滤波谐波抑制IPmn杂散抗扰性乘法器件类型，拓扑结构端口驻波比VSWR互调乘法器件输入阻抗平坦度，端口匹配最大输入功率 大功率接收可靠性乘法器件线性度，器件大功率承受度混频器选型的案例CPCI 800MHZ 混频器选型l问题起因 CPCI 800MHZ评估混频器替换的可能性l问题分析1.接收系统对混频器需求评估相比原U段，800MHZ的射频前端电路变更没有加重对混频器差损，IIP3的要求，唯一确知的恶化是LO相位噪声。如果仅需保证800

9、MHZ与之前U端的指标水准接近，那么新选的混频器的差损，IP3，隔离度等允许一定程度的下降；2.电性能以外状态环比目前所用混频器虽然性能较好，但单价在30人民币左右，而公司库存中就有较多低价的选择；3.项目进度，风险控制 因CPCI 800MHZ项目进度较紧急，不打算后续进行改版，同时中继台产品杂散性能应保持较高的水准，本次选型不应选择混频类型变动较大的器件，至少应保持平衡式，无源混频的方案上； 在此性能和时间周期的要求下，计划取目前TETRA车台在用的一款混频器ADE-12与原混频器SYM-25DHW作对比评估；混频器选型的案例4.初步的datasheet指标对比 看对应频段的指标水平，然后

10、考虑后续是否有其他的频段兼容；从datasheet对比看出：混频的差损，隔离度在可接受范围，IIP3是否能保证互调，需进一步评估；谐波抑制等指标不确定性大，需在新PCB对应焊盘上做一致性验证才能有较强说服力。混频器指标SYM-25DHWADE-12三阶交调截止点IIP3（留3dB余量）3017LO驱动幅度2010差损LOSS6.296.99隔离度ISOLATION因本振幅度差异，隔离度基本持平谐波抑制IPmn没有同频率的数据对比，需实际评估端口驻波比VSWR1.63.5最大输入功率 23dBm17dBm5.混频器IIP3需求估算与实测指标； 由计算结果对比，评估Mixer IIP3较的模型是：

11、 IM = 1/3 ( 2* IIP3系统 - 2* Sens - Co-chan), IP3 mixer = IIP3系统 + Gain; 算式得出的结果忽略混频器前端所有的非线性影响， 以及本振的相噪影响（估算本振25khz相噪需在-135dBc以上才可以忽略影响，） 按Sen=-107dB， Co-chan=-8dB，Gain=12dB计算，则对应关系为 每提高1.5dBIIP3，则提升1dB互调！混频器IIP3对应系统互调指标21.575207418.573177215.5711470混频器选型的案例6.实测指标：（此指标为从混频器灌入信号到2中频解调出信号的整机指标，具体测试请参见之

12、前评估邮件） 通常，天线口处测试的互调值等于或略低于混频前测试值，由以上数据，同时考虑800MHZ平台本振25KHZ相噪的恶化，如选用新混频，整机的互调指标可能在70dB附近，指标余量有不足的风险。l问题结论：因以下原因，后续计划沿用原混频器1.IIP3余量不足；2.IPmn等指标不确定性；3.目前Tetra没有应用相应频段，而MINI建议不要用到此混频器的边沿频段；4.PCB layout时间临近混频器选型的案例大家觉得此次评估决策是否正确？哪些地方考虑不周？l评估指标需求 对应频段选指标； 确认混频器内部结构； 以核心指标，瓶颈指标为筛选关键词； 控制不确认指标的风险；l确认器件状态 对比厂商，优选低价优质，优选公司的优选品牌； 确认交货周期，接轨项目进度； 尽量选用市场上使用量大的器件，比如选用公网产品用料； 优先选用公司在用器件，规避未知风险； 混频器选型从哪些方面去考虑器件厂商的选型考虑lMinicircuit公司优选品牌，无源器件开发经验技术领先，混频器市场占有率高，产品种类覆盖高，datasheet测试指标全面，适合选用其市场供应量大的产品做新产品开发应用；目前DMR中转台,CPCI信道机在用产品SYM-25DHWlSkyworks公司优选品牌，混频器产品线主营混频二极管，产品性价比高