Blöndunartækið er lykilatriði RF merki keðjunnar í superheterodyne (ofur) móttakara arkitektúr. Það gerir móttakara kleift að stilla á breitt tíðnisvið sem er áhugavert og breyta síðan óskaðri móttökutíðni til þekktrar fastrar tíðni. Þetta gerir merki um áhuga kleift að vinna á skilvirkan hátt, sía og fjarlægja. Uppbygging ofuruppbyggingarinnar er glæsileg og einföld, en raunverulegur árangur fer eftir frammistöðu þeirra hagnýtu blokkir.
Athugaðu að alls staðar nálægur ofurmenni var þróaður af verkfræðingsnillingnum Major EH Armstrong var á þriðja áratugnum og kom að miklu leyti í stað fyrri hönnunar móttakara hans, ofur-endurnýjanlegrar hönnunar (þó að hún sé enn notuð í faglegum forritum í dag). Í kjölfarið fann Armstrong einnig upp tíðni mótun, sem er enn mikið notuð. Hver þeirra myndi gera Armstrong að „frumkvöðli og uppfinningamanni“ flokki, en það er mjög mikilvægt að hafa þessar þrjár útvarpstengdar uppfinningar. Nánari upplýsingar um grunnatriði hrærivélarinnar er að finna í TechZone greininni „Grunnatriði hrærivélarinnar“. Í grunn super "single conversion" móttakara er inntaksflutnings RF merki magnað með einu eða fleiri lágum hávaða magnara (LNA) stigum og fer síðan inn í hrærivélina (mynd 1930). Blandarinn hefur tvö inntak: RF merki og staðbundin sveifla (LO). LO er á fastri móti á móti því merki sem óskað er að stilla og hægt er að stilla það fyrir ofan eða undir tíðni burðarberans; það eru tæknilegar ástæður í sumum hönnun, hvers vegna annar hefur forgang fram yfir hinn.
Mynd 1: Grunn superheterodyne arkitektúrinn blandar RF merkinu við staðbundna sveifluna og heldur fastri mótvægi við magnaða RF merkið til að stilla til að búa til niðurbreytingu, föst tíðni IF merki, sem síðan er hægt að magna upp og afmynda Baseband.
Blandarinn er ólínulegt stig sem sameinar tvö merki. Þessi ólínulega blöndun framleiðir tvær útgangar: annan í summu tveggja merkitíðnanna og hinn á mismuninum (önnur og/samhljóm eru einnig framleidd með ólínulegu blöndunarferlinu, en þau eru ekki áhugaverð og auðvelt að sía). Það er svo föst slá tíðni framleiðsla, sem kallast millitíðni (IF), sem gerir ofurhönnunina svo áhrifaríka. Þetta er vegna þess að sama hvaða sértíðni er stillt, IF er alltaf á sömu tíðni. Þar sem IF tíðnin er alltaf sú sama er hægt að fínstilla IF stigamagnara og síðari demodulator fyrir árangur einnar þekktrar tíðni.
Næst skaltu sía IF framleiðsla hrærivélarinnar til að útrýma öllum gripum (eins mikið og mögulegt er) og halda síðan áfram á næsta stig til frekari mögnunar og demodulation. Sögulega notaði hefðbundin útsending AM útvarp 455 kHz IF, hefðbundin FM útvarp 10.7 MHz en önnur fagleg forrit notuðu mismunandi IF.
Til viðbótar við grundvallaratriðið fyrir eina umbreytingu eru einnig til tvöfaldar umbreytingafræði. Þetta er notað fyrir hærri tíðni flytjanda, svo sem 500 MHz eða yfir 1 GHz, til að draga úr merkjasíun og hávaðavandamálum með því að hámarka árangur hvers stigs; flytjandinn fer í gegnum fyrsta stigs blöndunartækið/LO til að minnka það í u.þ.b. Fyrsta IF 50-100MHz er síðan breytt frekar niður í annað IF með öðru hrærivélinni/LO. Þetta veitir hönnuðum meiri heildar sveigjanleika og slakar á sumum kröfum um einstaka íhluta forskriftir. (Það eru jafnvel þrefaldir viðskiptamóttakarar í viðskiptalegum tilgangi.) Mynd 2: Í tvöfaldri ummyndunarhönnun nær grunn super aðferðin niður fyrsta breytistigið til að stilla á hærri tíðni; IF framleiðsla jafngildir fastri tíðni RF, sem er blandað við LO annars stigs til að framleiða annað IF framleiðsla.
1. Zero-IF hönnun
Þrátt fyrir að LO/IF öfgafullnákvæmni aðferðin sé langhönnuðasti hönnuðir móttakarabyggingar, þá er hún nú að ná samkeppni frá annarri aðferð: núll-IF móttakara, einnig þekktur sem bein móttakaraviðskipta móttakari (DCR), The homodyne receiver eða samstilltur móttakari (mynd 3). Hér er LO tíðni stillt mjög nálægt RF burðar tíðni viðkomandi merkis. Blandaða framleiðsla er strax á grunnbandi og þarf ekki IF stig.
Mynd 3: Núll-IF aðferðin notar LO sem er mjög nálægt RF merkinu og snýr beint niður í grunnband án millistigs IF stigs.
Þrátt fyrir að þessi aðferð dragi fræðilega úr margbreytileika grunnrásarinnar, þá leggur hún strangar kröfur á öll stig, þar á meðal kraftmikið svið, stöðugleika, röskun, stillingu og hávaða. Fyrir sum vandlega valin og hönnuð forrit getur IC gert núll-IF móttakara samkeppnishæfa eða betri en frábær móttakara með IF stig.
2. Lykill blöndunartæki breytur
Blöndunartæki geta verið aðgerðalaus (venjulega smíðuð með díóða) eða virk tæki sem nota transistor gain. Sem hagnýtur eining sem safnar merkjum á breitt RF tíðnisvið og breytir því niður í fasta IF tíðni, hafa blöndunartæki miklar kröfur til þess. Virkar og óvirkar blöndunartæki veita hverja mismunandi samsetningu af lykilbreytum, sem allar eru mældar í dB, nema annað sé tekið fram:
Þriðja stigs hlerapunktur eða inntakskrosspunktur (IIP3 eða IP3) lýtur að áhrifum ólínulegrar afurðablöndunar á línulega magnaða merki sem stafar af þriðju röð ólínulegu vöruheiti. Tvær prófunartíðni innan millibands blöndunartækisins er notuð til að meta þriðja stigs hlerapunkt; venjulega eru þessar prófunartíðni um það bil 20 til 30 kHz í sundur. Hærra IP3 gildi (í dBm) gefur til kynna betri blöndunartæki.
Tap tap/ávinningur er hlutfallið IF framleiðsla og RF inntak. Fyrir óvirkar blöndunartæki er þetta alltaf tapið (neikvætt dB), venjulega á bilinu -5 til -10 dB. Þó að það sé mælikvarði á skilvirkni blöndunartækis, þá er vandamálið hér ekki skilvirkni DC aflgjafans, heldur tiltölulega lágt RF aflmagn sem blandarinn sér við það.
Hávaðamyndin (NF) er mjög mikilvæg vegna þess að hún einkennir hávaðann sem hrærivélinni bætir við og birtist við IF -útganginn. Þetta er áhyggjuefni, því þegar hljóðið í hljómsveitinni er bætt við merki um áhuga, er næstum ómögulegt að útrýma, eyðileggja merkið, gera demodulation erfiðari og draga úr bitvilluhraða (BER). Dæmigerð hávaða er á milli 0.5 og 3 dB.
Einangrun skilgreinir að hve miklu leyti blöndunartækið kemur í veg fyrir að RF eða LO inntaksmerki orka nái IF útgangi, sem getur eyðilagt og raskað IF og valdið demodulation vandamálum og villum. Það er hlutfall RF eða LO inntaks og leka IF framleiðsla.
Kraftmikla sviðið mælir hlutfall hámarks merkisstigs og lágmarks merkisstigs sem hrærivélin ræður við og veitir samt IF merki sem uppfyllir forskriftirnar. Það fer eftir væntanlegu RF inntaki, kerfið getur krafist miðlungs (50 dB) eða breitt dýnamissvið (100 dB).
Þetta eru aðeins afköst breytur sem tengjast efstu hrærivélinni. Aðrir fela í sér höfnun mynda, samþjöppun, DC offset og 1 dB þjöppunarpunkt.
3. Mikið úrval af fáanlegum blöndunartækjum
Blandarasalar eru með hefðbundnum hliðstæðum IC söluaðilum með RF sérþekkingu, svo og RF miðlægum söluaðilum sem þróa IC og stakan blöndunartæki. Þar sem þessir tveir hópar horfa á afköst blöndunaraðila úr mismunandi áttum, hafa þeir mismunandi áherslusvið hvað varðar forgangsröðun og afskipti, svo og sameiginlega þætti.
IC birgir ADI kynnti ADL5350, sem er GaAs pHEMT einhliða aðgerðalaus hrærivél með innbyggðum LO biðmagnara (mynd 4).
Mynd 4: ADL5350 aðgerðalaus blöndunartækið inniheldur virkan LO magnara til að einfalda rekstur og kröfur um myndun LO merkja.
Þetta breiðbandstæki getur séð tíðni frá 750 MHz til 4 GHz og er hannað fyrir farsímastöðvar með mismunandi mótunargerðum og stöðlum. Mufferinn gerir notandanum kleift að bjóða upp á lágt LO, sem einfaldar hönnunina. Breytingartapið er 6.8 dB, hávaðinn er 6.5 dB og IP3 er 25 dB. Vegna tíðni sem um ræðir notar ADL5350 8 VFDFN afhjúpaðan púða, flísaskala. (Það er einnig hægt að nota það sem viðbótarferli við umbreytingu, en þetta er önnur saga.)
CEL (áður California Eastern Laboratory) veitir UPC2757 kísilflís MMIC (monolithic örbylgjuofn IC) fyrir RF inntak frá 0.1 til 2.0 GHz og IF frá 20 til 300 MHz (mynd 6).
Mynd 6: UPC2757 röð CEL inniheldur grunnvirk blöndunartæki fyrir RF inntak milli 0.1 og 2.0 GHz.
UPC2757TB er fínstillt fyrir litla orkunotkun en UPC2758TB er fínstillt fyrir litla röskun. Fyrir hvern IC er umbreytingarhagnaðurinn fall af LO tíðni (mynd 7).
Mynd 7: Breytingaraukning UPC2757 MMIC CEL er breytileg með LO tíðni; tveir helstu fjölskyldumeðlimir bjóða upp á grundvallarval fyrir orkunotkun og röskun.
Þetta eru aðeins tvö dæmi. Blöndunartæki eru fáanleg frá mörgum birgjum; Hægt er að nota búnaðinn fyrir ýmsar RF- og LO -tíðnir, svo og mismunandi aflstig og afköst. Ákvarðanatökuhönnuður hönnuðar listar fyrst upp grunntíðniskröfur og nauðsynleg gildi fyrir aðra blöndunareiginleika, svo og hvaða sveigjanleika eða afskipti sem kunna að vera í einhverjum af þessum þáttum.
önnur varan okkar:
