2015平衡混频器
平衡混频器实验报告
平衡混频器实验报告平衡混频器实验报告引言：混频器是无线通信系统中常用的一种电路器件，用于将多个不同频率的信号进行混合，以实现信号的调制和解调。
平衡混频器是一种常见的混频器类型，其特点是具有较好的抗干扰能力和较低的失真度。
本实验旨在通过搭建平衡混频器电路并进行实际测试，验证其性能和特点。
一、实验目的本实验的主要目的是：1.了解平衡混频器的基本原理和工作方式；2.掌握平衡混频器的搭建方法和调试技巧；3.验证平衡混频器在实际应用中的性能和特点。
二、实验原理平衡混频器是通过两路输入信号与一个局部振荡信号进行混合，利用非线性元件的非线性特性，产生新的频率分量。
平衡混频器由两个对称的非线性元件和一个局部振荡信号组成。
其中，非线性元件常用二极管或场效应管，局部振荡信号通常由射频信号源提供。
三、实验器材和元件1.信号源：射频信号源、局部振荡信号源；2.混频器：平衡混频器电路板；3.示波器：用于观察输入和输出信号波形。
四、实验步骤1.搭建电路：按照实验电路图连接射频信号源、局部振荡信号源和平衡混频器电路板。
2.调试电路：调整射频信号源和局部振荡信号源的频率和幅度，观察输入和输出信号的波形。
3.记录数据：记录不同频率和幅度下的输入和输出信号波形，并进行分析和比较。
4.分析结果：根据实验数据，分析平衡混频器的性能和特点。
五、实验结果与分析1.输入信号波形：通过示波器观察输入信号波形，可以看到两路输入信号的幅度和频率。
2.输出信号波形：通过示波器观察输出信号波形，可以看到混频后产生的新的频率分量。
3.频率响应：改变射频信号源和局部振荡信号源的频率，记录不同频率下的输出信号幅度，绘制频率响应曲线。
4.幅度响应：改变射频信号源和局部振荡信号源的幅度，记录不同幅度下的输出信号幅度，绘制幅度响应曲线。
5.非线性失真度：通过观察输出信号波形的畸变情况，分析平衡混频器的非线性失真度。
六、实验结论1.平衡混频器能够将多个不同频率的信号进行混合，产生新的频率分量。
基于CMOS模拟开关实现平衡混频器
ｃ ａ ｃ ｒｔ ｆｏ ｐ ｗｅ ｃｎｕ ｔ ｎａｄｈ ｄ ｇｅ ｆｉｅｒＴ ｅ ｘ ｒ ｄｘ ｓ ｒ ｍｅｓｒｄａｄａａ ｚｄａ ｔｅｅｄ Ｔ ｅｔｔ ｈｒ ｔ ｉ ｃｏ ｗ ｏ ｒ ｏ ｓｍｐｉ ｉ ｅｒｅ ａ． ｈ ｅ ｉ ｅｅ ａ ａ ｅ ｎ ｌ ｅ ｔｈ ｎ ． ｈ ｓ ａ ｅｓ ｉ ｌ ｏ ｎ 曲 ｏｌ ｎ ｍｉ ｎ ｅ ｕ ｎ ｙ ｅ
Ｐ ｄ ｏ ｒｓｏ ｏ ｔｓ ｂｖ ３Ｂ ｗｈｎｔｅｐ ｗｅ ｐ ￣ ｖｌｇ ． ｎ ｕｒｎ ｏ ｓｍ ｔ ｎｉｌ ｓ ｈ ０ ｄ ｌＢ ｃｍｐｅ ｉ ｐ ｉ ｏ ｅ１ｄ ｍ ｅ ｏ ｒ ｕｐ ｏｔ ｅｉｉ ３３ ａ ｄｃｒ ｔ ｎｕ ｐ ｏ ｓ ｔａ １ｍＡ ａ ｓ ｎ ｎ ｉａ ｈ ｓ ａ ｓｎ Ｖ ｅ ｃ ｉ ｓ ｅ ｎ ｎ
中 图分 类 号 ：Ｔ ９ １８ 文 献 标识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ８ １ ３ （ ０ ２ １ — ０ ３ Ｎ １． １ ０ — ７ ９ ２ １ ）５ ７ －
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｌ ｎ ｅ ｉ ｅ ｓ ｄ ｏ ｓｇ ｆＢａ ａ ｃ ｄ Ｍ ｘ ｒ Ｂａ ｅ ｎ ＣＭ ＯＳ Ａｎ ｌ ｇ Ｓ ｔ ｈ ａ ｏ ｗｉｃ
技 术 论 坛
７ ０ 计 算 机 与 网 络 创 新 生 活
基于 Ｃ ＭＯＳ模拟开关 实现 平衡 混频器
王 迎栋 孙 明杰
（ 中国电子科技 集 团公 司第五 十四研 究所 河 北 石 家庄 ００ ８） ５０ １
【 要】 详 细介绍 了有源单平衡混频器的电路 组成 ， 摘 分析 了有 源平衡混频器的工作原理。基于 Ｃ ＭＯＳ模拟开关设 计实 现 了一种（ 低功耗、 高线性度的） 关平衡 混频 器， 开 最后 对混频 器的指标进行 了测量和分析。 测试结果表 明（ ３ 在 ． ３Ｖ电源电压下 ，
平衡混频器实验报告
一、实验目的1. 理解平衡混频器的工作原理；2. 掌握平衡混频器的电路设计；3. 通过实验验证平衡混频器的性能；4. 提高对高频电路的调试能力。
二、实验原理平衡混频器是一种广泛应用于通信系统中的高频电路，它能够将两个不同频率的信号进行混频，产生新的频率信号。
平衡混频器具有抑制杂散频率、宽频带和高线性度等特点。
本实验主要研究二极管平衡混频器。
二极管平衡混频器由四个二极管组成，分为两组，每组两个二极管。
两组二极管分别作为信号端口和本振端口。
当信号端口输入信号电压和本振端口输入本振电压时，两组二极管分别产生差频和和频信号，从而实现混频。
三、实验设备1. 信号发生器：提供信号端口输入信号；2. 本振信号发生器：提供本振端口输入本振信号；3. 示波器：观察输入输出信号波形；4. 频率计：测量输入输出信号频率；5. 平衡混频器实验模块：包含二极管平衡混频器电路。
四、实验步骤1. 连接实验模块，将信号发生器和本振信号发生器分别连接到信号端口和本振端口；2. 打开信号发生器和本振信号发生器，设置输入信号频率为6MHz，本振信号频率为8MHz；3. 使用示波器观察信号端口和本振端口的输入信号波形；4. 使用示波器观察混频器输出端口的信号波形，并记录波形特点；5. 使用频率计测量混频器输出信号的频率，并与理论计算结果进行比较；6. 改变输入信号频率和本振信号频率，观察混频器输出信号波形的变化，分析原因；7. 调整混频器电路参数，优化混频器性能。
五、实验结果与分析1. 输入信号频率为6MHz，本振信号频率为8MHz时，混频器输出信号频率为2MHz，符合理论计算结果；2. 输入信号波形为正弦波，本振信号波形也为正弦波，混频器输出信号波形为正弦波，符合理论分析；3. 当改变输入信号频率和本振信号频率时，混频器输出信号波形和频率也随之改变，符合理论分析；4. 通过调整混频器电路参数，混频器性能得到优化。
六、实验结论1. 平衡混频器能够将两个不同频率的信号进行混频，产生新的频率信号；2. 平衡混频器具有抑制杂散频率、宽频带和高线性度等特点；3. 通过实验验证了平衡混频器的工作原理和性能。
双平衡混频器的作用
双平衡混频器的作用
双平衡混频器是一种电子设备，常用于无线通信领域。
它的作用是将两个或多个不同频率的信号进行混频，产生新的频率，同时抑制原始信号频率，以实现频谱的转移和频率的变换。
双平衡混频器可以将高频信号和低频信号进行混合，通过非线性元件的作用，产生新的频率分量，这种混频过程称为倍频。
它可以将原始信号与本地振荡信号进行混频，从而得到一个频率相对较低的中频信号，这个过程被称为中频变换。
双平衡混频器在无线通信中起着重要的作用。
它可以用于频率合成、频谱扩展以及频率转换等应用。
频率合成指的是从一个或多个低频振荡器产生一个新的高频信号；频谱扩展是指将一个窄频带信号展宽成宽频带信号；频率转换是指将一个信号从一个频率转换到另一个频率。
通过双平衡混频器的使用，无线通信系统可以实现对不同频率信号的处理和转换，从而实现信号的传输、调制和解调等功能。
它的性能和稳定性对无线通信系统的正常运行和性能表现起到重要的影响。
X波段平衡混频器ppt课件
匹配电路
分支线定向耦合器
低通滤波器
模块设计
模型建立
报告检查
重新设计
电路概念模型 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人
模块设计
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匹配电路
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仿真结果
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第一次对单平衡混频器 的试探性、练手设计是 合格的，得到了老师的 肯定，为接下来的利用 环形桥设计混频器打下 了良好基础。
文献综述
模型建立
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联合仿真结果
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生成版图
加工、测试
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平衡混频器设计
平衡混频器设计
2012.4.18
设计指标：
设计一个下变频的单平衡混频器，利用定向耦合器来完成信号的合成，平衡二极管完成信号的检测。
工作频率为约9.5GHz，IF=9.5GHz，LO=9.3GHz，IF=0.2GHz。
信号隔离度>18dB,输入信号驻波比<2,变频损耗<24dB。
设计步骤：
1：微带耦合器（90度或180度）——方向性和隔离度；
2：低通滤波器——滤波特性；
3：平衡二极管（输入匹配网络）——VSWR<2；
4：HB谐波平衡仿真——变频损耗、噪声（单、双）范围、动态范围、变频增益、三阶交调失真。
一、耦合器制作：
微带电路：
隔离度和方向性：
相位分析：180度的定向耦合器
二、低通滤波器制作：
滤波特性：
三、单平衡二极管输入匹配网络
输入匹配
四、综合HB调试：
将定向耦合器、低通滤波器和单平衡二极管组成的电路组合起来：
电路的输入端口隔离度和VSWR都很好：
混频器的HB测试：
认为LO源有5次高阶，而RF源有一次或两次
Vout是不加低通滤波器，而Vout1是加了低通滤波器的，当输入LO power为7DBM时输出为1.048DBM左右，所以变频损耗大约为6DBM。
平衡同步混频器课程设计报告
平衡同步混频器课程设计报告一、引言平衡同步混频器是电子电路中的一种重要器件，它可以将两路信号进行混频，同时保持输入输出之间的相位差为0度或180度。
在通信、雷达、广播、测量等领域中有着广泛的应用。
本文将介绍平衡同步混频器的基本原理、设计要点以及实验结果。
二、基本原理平衡同步混频器由一个平衡混频器和一个同步环路组成。
平衡混频器是一种典型的双平衡混频器，它有两个输入端口和一个输出端口。
同步环路由相位锁定环路和参考振荡器组成。
参考振荡器提供精确的本地振荡信号，相位锁定环路监测并调节输入信号和本地振荡信号的相位差，保证输入输出之间的相位差为0度或180度。
三、设计要点平衡同步混频器的设计要点包括：平衡混频器的设计、同步环路的设计以及整体电路的优化。
平衡混频器的设计需要考虑两路输入信号的平衡性和混频器的线性度，同时需要选择合适的混频器器件和匹配网络。
同步环路的设计需要选择适当的相位检测器、低通滤波器和锁相环滤波器，以实现快速、准确的相位锁定。
整体电路的优化需要考虑信号的幅度和相位失真、杂散和噪声等因素，通过合理的电路布局和参数选择，优化整体电路性能。
四、实验结果为了验证平衡同步混频器的性能，我们进行了实验并得到了以下结果：在输入信号频率为1GHz，本地振荡信号频率为1.01GHz时，输出信号频率为10MHz，输出幅度为-12dBm，相位差为0度。
在输入信号频率为1.5GHz，本地振荡信号频率为1.49GHz时，输出信号频率为10MHz，输出幅度为-14dBm，相位差为180度。
实验结果表明，平衡同步混频器在频率范围内具有良好的混频性能和相位锁定性能。
五、结论平衡同步混频器是一种重要的电子电路器件，它在通信、雷达、广播、测量等领域中有着广泛的应用。
本文介绍了平衡同步混频器的基本原理、设计要点以及实验结果，可以为相关领域的工程师和科研人员提供参考。
在实际应用中，需要根据具体的需求进行电路设计和参数选择，以实现最佳的性能和可靠性。
平衡混频器设计
应用ADS 设计混频器1． 概述图1为一微带平衡混频器,其功率混合电路采用3dB 分支线定向耦合器，在各端口匹配的条件下，1、2为隔离臂，1到3、4端口以及从2到3、4端口都是功率平分而相位差90°。
图1设射频信号和本振分别从隔离臂1、2端口加入时，初相位都是0°，考虑到传输相同的路径不影响相对相位关系。
通过定向耦合器,加到D1，D2上的信号和本振电压分别为： D1上电压 )2cos(1πω-=t V v s s s 1—1)cos(1πω-=t V v L L L 1—2D2上电压)cos(2t V v s s s ω= 1—3)2cos(2πω+=t V v L L L 1—4可见，信号和本振都分别以2π相位差分配到两只二极管上，故这类混频器称为2π型平衡混频器。
由一般混频电流的计算公式，并考虑到射频电压和本振电压的相位差，可以得到D1中混频电流为：∑∑∞-∞=∞-+-=m n L s m n t jn t jm I t i ,,1)]()2(exp[)(πωπω同样，D2式中的混频器的电流为：∑∑∞-∞=∞++=m n L s m n t jn t jm I t i ,,2)]2()(exp[)(πωω当1,1±=±=n m 时，利用1,11,1-++-=I I 的关系，可以求出中频电流为:]2)cos[(41,1πωω+-=+-t I i L s IF主要的技术指标有：1、噪音系数和等效相位噪音(单边带噪音系数、双边带噪音系数）;2、变频增益，中频输出和射频输入的比较;3、动态范围，这是指混频器正常工作时的微波输入功率范围;4、双频三阶交调与线性度；5、工作频率；6、隔离度;7、本振功率与工作点。
设计目标：射频:3.6 GHz ，本振：3。
8 GHz ，噪音：〈15.2。
具体设计过程2.1创建一个新项目◇ 启动ADS◇ 选择Main windows◇ 菜单－File －New Project ，然后按照提示选择项目保存的路径和输入文件名 ◇ 点击“ok ”这样就创建了一个新项目. ◇ 点击,新建一个电路原理图窗口，开始设计混频器。
单平衡混频器原理
单平衡混频器原理A single-balanced mixer, also known as single-sideband mixer, is a type of mixer used in frequency conversion applications. This circuitry's primary function is to convert high-frequency signals to lower frequencies, or vice versa, while maintaining a high level of rejection of the unwanted sideband. 单平衡混频器，也称为单边带混频器，是一种在频率转换应用中使用的混频器类型。
该电路的主要功能是将高频信号转换为较低频率，反之亦然，同时保持对非期望边带的高拒绝度。
There are a variety of ways to implement single-balanced mixers,with the choice depending on factors such as application requirements, cost considerations, and desired performance characteristics. 有多种方法可以实现单平衡混频器，选择取决于应用需求、成本考虑和期望的性能特征。
One common approach to single-balanced mixing involves multiplying the input signal by a local oscillator signal and then filtering out the unwanted sideband. The implementation of this approach often includes the use of a balun to achieve the required level of balance in the mixer circuit. 单平衡混频的一种常见方法是将输入信号与本地振荡器信号相乘，然后滤除非期望边带。
双平衡混频器工作原理
双平衡混频器工作原理双平衡混频器是一种广泛应用于通信系统中的电子器件，它的工作原理可以通过以下方式进行描述。
让我们了解一下什么是混频器。
混频器是一种用于将两个或多个不同频率的信号进行混合的电路。
混频器的作用是将高频信号和低频信号结合起来，产生一个包含两个原始信号频率之差的输出信号。
这个输出信号可以用于频谱分析、信号调制和解调等应用中。
双平衡混频器是一种特殊类型的混频器，它采用了双平衡结构来实现高性能的混频功能。
双平衡混频器通常由四个开关管（或二极管）和一个平衡网络组成。
当输入信号进入双平衡混频器时，它会被分成两个信号路径。
一个信号路径将输入信号与一个参考信号相乘，另一个信号路径将输入信号与一个本振信号相乘。
在这两个信号路径中，开关管（或二极管）会根据控制信号的状态来打开或关闭。
当控制信号为高电平时，开关管打开，将信号传递到输出端。
当控制信号为低电平时，开关管关闭，阻断信号传输。
通过这样的开关操作，双平衡混频器可以将输入信号的频谱分成两个部分，并将其与参考信号和本振信号相乘。
这种操作可以使得输入信号的频谱与参考信号和本振信号的频谱进行混合，从而产生一个包含两个原始信号频率之差的输出信号。
双平衡混频器的另一个特点是能够抑制杂散分量。
由于采用了平衡结构，双平衡混频器可以在输出端抑制不同频率的杂散分量，从而提高混频器的性能和输出信号的质量。
双平衡混频器通过使用双平衡结构和开关管（或二极管）来实现高性能的混频功能。
它能够将输入信号的频谱与参考信号和本振信号进行混合，产生一个包含两个原始信号频率之差的输出信号。
同时，双平衡混频器还能够抑制杂散分量，提高混频器的性能和输出信号的质量。
这使得它成为通信系统中不可或缺的重要组成部分。
双平衡混频器工作原理
双平衡混频器工作原理全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：在无线通信系统中，混频器是一个至关重要的组件，它在调制解调、频率转换和信号处理等方面发挥着重要作用。
双平衡混频器作为一种广泛应用的混频器类型，具有高性能、抑制杂散频率等优点，在无线通信系统中得到了广泛应用。
本文将介绍双平衡混频器的工作原理及其应用。
一、双平衡混频器的概述双平衡混频器是一种基于平衡电路设计的混频器，它利用平衡网络来抑制杂散频率和减小杂散响应，从而提高了混频器的性能。
双平衡混频器通常由两个相等的负载抗，两个相互抵消的二次谐波抑制网络和两个平衡输入端组成。
其结构简单、抑制杂散频率性能好，广泛应用于无线通信系统中的频率转换和信号处理等方面。
二、双平衡混频器的工作原理双平衡混频器的工作原理可以简单概括为将两个输入信号进行乘法混频，在输出端得到频率差信号。
具体来说，当双平衡混频器的两个输入信号为正弦波时，通过乘法混频作用，输出信号中将包含原始信号频率之差的成分。
双平衡混频器利用平衡电路的特性，使得在混频过程中杂散响应得到有效抑制，从而提高了混频器的性能表现。
三、双平衡混频器的应用1. 无线通信系统中的频率转换：在无线通信系统中，双平衡混频器被广泛应用于频率转换的过程中，实现不同频率信号之间的转换，包括发射端和接收端的信号处理。
2. 通信系统中的调制解调：双平衡混频器也可以应用于调制解调环节，将基带信号与载波信号混频得到调制信号，或将调制信号解调成基带信号，实现信号的传输与处理。
四、双平衡混频器的性能和优点1. 抗干扰能力强：双平衡混频器能够通过平衡电路的设计，有效抑制杂散频率和杂散响应，具有良好的抗干扰能力。
2. 高性能指标：由于双平衡混频器的结构和工作原理，其性能指标包括本振抑制比、二次谐波抑制等方面表现优异，能够满足无线通信系统的要求。
3. 广泛应用领域：双平衡混频器在无线通信系统、雷达系统、卫星通信系统等领域均有广泛应用，为信号处理和频率转换提供了重要支持。
双平衡无源混频器原理
双平衡无源混频器原理
双平衡无源混频器原理是一种基于无源混频技术的混频器，它采用了双平衡电路结构，可以有效消除LO泄漏，实现高线性度和高转换增益的混频过程，因此在微波和射频通讯系统等领域得到广泛应用。
双平衡无源混频器由三个二极管和一个中心电路组成。
其中，中心电路包含一个正交
耦合器和两个匹配传输线。
正交耦合器是一个四端口网络，在输入端口和输出端口之间实
现相互独立的信号分配和合并，从而可以实现对输入信号的正交分离，避免对输出信号产
生干扰。
匹配传输线则用于保证电路的阻抗匹配和功率传输，以实现最高的混频效率。
当输入信号通过正交耦合器后，经过两个传输线分别与二极管相连。
二极管在正向偏
置下，在LO信号的驱动下产生非线性的时变电阻，从而实现了基频和LO信号的混合过程，产生了IF信号。
在此过程中，由于电路中存在两个平衡环路，LO信号的泄漏会被消除，
从而实现了高线性度和稳定的混频过程。
为了保证混频器的工作稳定和性能优良，需要注意以下几点：
1. 采用高质量的二极管，确保二极管的非线性特性和可靠性。
2. 正确匹配中心电路和传输线的阻抗，保证阻抗匹配和功率传输的最佳效果。
3. 确保LO信号的稳定性和准确性，以避免LO泄漏对混频过程产生干扰。
4. 采用适当的滤波和衰减措施，以降低杂散和谐波的干扰。
用于XX频段模拟转发器的新型平衡混频器的设计
用于XX频段模拟转发器的新型平衡混频器的设计
许善生;郭健
【期刊名称】《通信与广播电视》
【年(卷),期】2010(000)003
【摘要】本文给出了一种可用于XX频段模拟转发器的新型单平衡混频器的设计方法以及测试结果。
混频器的输入信号（RF）频率约为30GHz,本振（LO）为10GHz,输出中频（IF）频率约为20GHz。
利用输入和输出频率之间近似为
3∶1∶2的关系,采用简单的低通滤波器、短路/开路分支线及混合环等结构实现了各端口之间的内在隔离及对本振二次谐波（2×fLO）的抑制,并获得较低的变频损耗。
该单平衡混频器具有结构简单、成本低、易于加工的特点。
测试结果表明,在大于1.5GHz带宽内,变频损耗小于7.2dB,带内响应起伏小于3dB。
【总页数】6页(P16-21)
【作者】许善生;郭健
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TN743
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4～8 GHz GaAs HBT单片双平衡混频器
4～8 GHz GaAs HBT单片双平衡混频器张健;张海英;陈立强;李志强;陈普峰【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2008(031)004【摘要】介绍了一种基于 GaAs HBT 的双平衡混频器.该混频器将射频、本振有源Balun集成其中,在RF和LO输入端分别采用不同的LC网络实现宽带的阻抗匹配.跨导级和开关单元之间采用交流耦合,并通过带宽扩展技术实现频带内的增益平坦.测量结果显示,该混频器匹配良好,射频端口S11在3～10 GHz频带内小于-10 dB.在固定中频200 MHz 情况下测试,在4～8 GHz射频频带内,平均增益10 dB,波动小于1 dB,中频输出端口对射频信号的隔离度优于25 dB,对本振信号的隔离度优于28 dB;本振-射频端口隔离度优于32 dB.在3.3 V直流电压下测得的功耗为66 mW.【总页数】4页(P1120-1123)【作者】张健;张海英;陈立强;李志强;陈普峰【作者单位】中国科学院微电子研究所,北京,100029;中国科学院微电子研究所,北京,100029;中国科学院微电子研究所,北京,100029;中国科学院微电子研究所,北京,100029;中国科学院微电子研究所,北京,100029【正文语种】中文【中图分类】TN1250;TN6420【相关文献】1.GaAs单片二极管双平衡混频器 [J], 陈坤;彭龙新;李建平2.采用AlGaAs／GaAs HBT制作的34.8GHz1／4静态分频器 [J], Yamau.,Y;李晨3.18GHz高增益高效率运用的AL GaAs／GaAsHBT [J], Wang,NL;刘秀兰4.用AlGaAs／GaAS,HBT技术的9GHz带宽,8～20dB可控增益单片放大器 [J], Ishih.,N;王柏年5.面向5GHz无线应用的单片InGaP/GaAs HBT压控振荡器(英文) [J], 陈立强;张健;李志强;陈普锋;张海英因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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本振反相型平衡混频器
1、混频原理分析
两只二极管输出的中频电流
反相 i t ) g V cos t t g V cos t s L 1s 1 s 0 01( st Lt g1Vs cos 0t i02(t ) g1Vs cos Rg 中频电流 信号 v s1 i01 D1 i0 中频 i0 (t ) i01V (ts) i02 (t ) i vs2 02 2 g1Vs cos 0t D2
本振反相型平衡混频器
1、混频原理分析
D1、D2时变电导
g1 (t ) g 0 2 g n cos nLt n 1 g (t ) g 2 g cos n t 2 0 n L n 1
流经二极管的小信号电流
i1 (t ) vs1 g1 (t ) Vs cos s t g 0 2 g n cos nLt n 1 i (t ) v g (t ) V cos t g 2 g cos n t 2 s2 2 s s 0 n L n 1
信号功率
本振反相型平衡混频器
5、仿真结果
射频源 本振源
混合环
低通滤波器
本振反相型平衡混频器
5、仿真结果
本振反相型平衡混频器
5、仿真结果 信号与本振端口对调
本振反相型平衡混频器
5、仿真结果 坏了一个混频管
本振反相型平衡混频器
5、仿真结果 坏了一个混频管
结果：中频输出功率非常小，变频损耗非常大
①
②
③
④
⑤
⑥
信号1 信号2
0 0
360 270 360
90 180
180
本振反相型平衡混频器
3、典型电路形式
90 °正交电桥
信号
中频 本振
本振反相型平衡混频器
3、典型电路形式
本 振 功 率
正交场混频器
接晶体电流表 晶体帽
D1
D2
信号场
至中放
高频扼流套
混频腔
D1 D2 本振场
D1
Rif
D2
本振反相型平衡混频器
内容：3.4.2 要求： 掌握本振反相型平衡混频器工作原理 掌握本振反相型平衡混频器性能优点 了解常见本振反相型平衡混频器结构 重点与难点 本振与射频信号在混频管处的相位 混频器输出电流频谱 本振调幅噪声的抑制
本振反相型平衡混频器
1、混频原理分析
信号电压
us t
第9讲 单平衡混频器
本振反相型平衡混频器
课程回顾：单端混频器的不足
1、本振、射频功率得不到充分利用。
s
Ps
4
l
4
IF
4
L PL
耦合度 -10dB
射频输 本振输 混频管获得 混频管获得 入功率 入功率 的射频功率 的本振功率 0.46dB -10dBm 20dBm -10.46dBm 10dBm 损耗
本振反相型平衡混频器
2、性能分析
充分利用本振功率
•
输入本振功率均分在两个二极管上，中频功率叠加输 出，充分利用了本振功率。 平衡混频器每个管子只需注入单端混频器一半的射频 功率即可达到相同的输出功率（因为叠加）。 动态范围增加一倍。
增加动态范围
•
•
结损耗增加一倍（因为叠加）
本振反相型平衡混频器
本振反相型平衡混频器
5、仿真结果 混频管接反
本振反相型平衡混频器
5、仿真结果 混频管接反
结果：变频损耗反而增大。。。。
本振反相型平衡混频器
6、小结与思考
平衡混频器基于等分的功率混合网络 能否实现混频取决于本振与射频在混频管上的 相位是否满足反相（本振）和同相（射频） 平衡混频器如何抑制本振噪声 思考这种结构能不能构成本振反相混频器？
抑制部分谐波
i '1 (t ) g nVs cos(nL s )t ' i ' ( t ) g V cos ( n ) t n i2t n s L s 2
当n为偶数时 当n为奇数时
i
' 1t
D1 i ' D2
i '1 (t ) 和 i '2 (t )同相，在输出电路中互相抵消 i '1 (t ) 和 i '2 (t )反相，在输出电路中互相叠加
VL 2
VN 2
D2
IN 2 二极管输出的中频噪声电流 in1 (t ) g1Vn cos 0t 负载输出的中频噪声电流 in (t ) in1 (t ) in 2 (t ) 0 in 2 (t ) g1Vn cos 0t
本振反相型平衡混频器
2、性能分析
本振反相型平衡混频器
2、性能分析
VL1 v V cos t L1 L L 本振电压 vL 2 VL cos L t VN1
抑制本振噪声
I N1
D1
in
本振噪声电压
vn1 (t ) Vn cos(L 0 )t vn 2 (t ) Vn cos (L 0 )t
3、典型电路形式
3g 4
④ ③
g 4
⑤
180 °混合环
信号
① ② ③
0
0
g 4
i1 (t )
g 4
①
②
本振 g 4 i2 (t ) g 4
⑥
g 4 360 本振2
180 90
90 180
180
考虑到二极管接向， 则D1、D2本振电压相反 D1、D2信号电压相同
本振反相型平衡混频器
课程回顾：单端混频器的不足
2、本振调幅噪声严重影响混频器噪声性能。
BIF BIF
L if
L
L if
减小本振噪声的方法： ①在本振输入端设置带通滤波器：高Q值，频率可调 增加体积、重量和成本，且不易实现 ②加正向偏压，获得最小变频损耗，以减小本振功率 会使散弹噪声增加
Rg
vs1 vs 2 Vs cos st
本振电压
us1
us 2
D1
i t
D2
vL1 VL cos Lt vL 2 VL cos L t
要点：
vL t
射频 本振
1、射频等幅同相加到混频管上； 2、本振等幅反相加到混频管上；