Высокочастотное преобразование с понижением и понижающее преобразование: новый радиочастотный микшер от линейной технологии
Новые радиочастотные устройства, такие как LTC5553, помогают поддерживать высокую производительность даже на очень высоких частотах.
RF-микшеры выполняют частотный перевод; эквивалентная операция в математической области - это умножение. Смешивание - это повсеместная задача в радиочастотных системах. Движущиеся сигналы назад и вперед между более высокими и более низкими частотами являются фундаментальным аспектом беспроводной связи. Многие РЧ-архитектуры полагаются на сигнал ПЧ, где ПЧ ссылается на то, что частота сигнала находится где-то между частотой радиочастоты и частотой основной полосы частот. Другими словами, это «промежуточная частота». (Те из вас, кого раздражает тонкая избыточность термина «банкомат», возможно, съежится, когда вы услышите, что кто-то ссылается на «частоту ПЧ». Я тоже не одобряю, но иногда этого трудно избежать).
Стандартное приложение микшера - это перевод сигнала между частотой радиочастоты и частотой ПЧ (вы были предупреждены!). В обоих случаях одним из входных сигналов является локальный генератор (LO). Для цепи приема другой вход представляет собой радиочастотный сигнал, а выход - это сигнал ПЧ. Для цепи передачи другой вход представляет собой сигнал ПЧ, а выходной сигнал - это радиочастотный сигнал. Следующая диаграмма передает эту ситуацию:
Диаграмма взята из таблицы LTC5553
Активный и пассивный
Миксер может быть активным или пассивным. Активный микшер включает в себя транзисторы, расположенные таким образом, чтобы обеспечить умножение и усиление. Пассивный микшер выполняет только умножение (т. Е. Без усиления) и может быть чем-то простым, как полевой транзистор, подключенный как последовательный коммутатор (т. Е. Половина затвора передачи).
LTC5553 является пассивным микшером. Я ничего не знаю о внутренних деталях этого устройства, но я сильно подозреваю, что фактическая часть микшера намного сложнее, чем один FET. Существуют различные плюсы и минусы, связанные с активными и пассивными миксерами. Пассивные микшеры, как правило, обеспечивают лучшую высокочастотную производительность, и это помогает объяснить, почему LTC5553 может поддерживать частоты до 20 ГГц.
Двойной сбалансированный смеситель с двойным балансом. По-видимому, терминология РФ иногда позволяет отпугнуть тех, кто не был инициирован в клуб РФ; не пугайтесь (по крайней мере, не в этом случае …). «Сбалансированный» - это просто еще один способ обращения к дифференциальному сигналу. Напомним, что микшер имеет два входа; если один из входных портов дифференциальный, а другой - несимметричный, это однобалансный микшер (т. е. он имеет один сбалансированный входной порт). Если оба входа являются дифференциальными, это двухбалансный микшер. Теперь взгляните на блок-схему LTC5553, и вы, вероятно, объявите меня дураком
Диаграмма взята из таблицы данных
Я только что заявил, что LTC5553 представляет собой двухбалансный микшер, и я объяснил, что двухбалансный микшер имеет два дифференциальных входных порта. Однако диаграмма ясно показывает, что LTC5553 имеет не два, а один, но нулевой дифференциальный входные порты.
Если мы посмотрим немного осторожнее, мы заметим, что сам микшер, т. Е. Элемент микшера в ICC5553 IC, действительно имеет два дифференциальных входа (и один дифференциальный выход). LTC5553 может охарактеризовать себя как двухбалансный микшер, принимая односторонние входы, поскольку он включает в себя односторонний дифференциальный усилитель (для LO) и балун (для других сигналов). Это важно, потому что один из типичных недостатков двухбалансного микшера заключается в том, что для одностороннего дифференциального преобразования требуется внешний магнит, но в этом случае балуны встроены в устройство. Эти интегрированные балуны оптимизированы для заданных частотных диапазонов устройства и, конечно же, упрощают реализацию LTC5553.
Внешние компоненты
Немногие необходимы, по крайней мере, согласно «тестовой схеме», приведенной в техническом описании.
Диаграмма взята из таблицы данных
Фактически, я считаю только три: две развязывающие колпачки и крышку блокировки постоянного тока для сигнала LO. Эта постоянная блокировка постоянного тока всегда необходима, и имейте в виду, что входы RF и IF также нуждаются в блокировке постоянного тока, если сигнал RF или IF имеет смещение постоянного тока.
Eval Board
Проектирование печатных плат RF не является чем-то, что я бы назвал простым, и это не всегда отличный способ оценить конкретную часть. Проблема в том, что недостаточная производительность может быть связана с недостатками печатной платы, а не с самой частью. Таким образом, это удобно, когда радиочастотные компоненты, такие как LTC5553, предлагают сопутствующую оценку.
Диаграмма взята из таблицы данных
Несмотря на трудности работы с сигналами в гигагерцевом диапазоне, я думаю, что вы все еще можете сделать довольно значительную разработку, используя различные платы eval, подключенные через высококачественные RF-кабели.
Если у вас есть советы по использованию оценочных плат для тестирования RF или прототипов, не стесняйтесь делиться ими в комментариях.