無(wú)源下變頻混頻器與有源混頻器的比較

無(wú)源下變頻混頻器LTC554x系列涵蓋600MHz至4GHz的頻率范圍，以高線(xiàn)性度提供高變頻增益和低噪聲指數（NF）。這些混頻器面向無(wú)線(xiàn)基礎設施接收器，這類(lèi)接收器需要高增益混頻器，以克服當今高靈敏度IF SAW濾波器的高插入損耗問(wèn)題。盡管傳統無(wú)源混頻器一般具7dB的變頻損耗，但是新的LTC554x混頻器有集成的IF放大器，如圖1所示，可產(chǎn)生8dB的總變頻增益。這允許IF濾波器有15dB的額外損耗，同時(shí)仍然能使接收器滿(mǎn)足靈敏度和無(wú)寄生動(dòng)態(tài)范圍要求。

　　圖1：在一個(gè)接收器應用中的LTC554x無(wú)源混頻器

　　有源混頻器與無(wú)源混頻器的比較

　　大多數集成電路混頻器都基于有源或電流轉向拓撲。凌力爾特公司擁有種類(lèi)繁多的有源混頻器產(chǎn)品，如LT5527和LT5557，而且這些有源混頻器得到了廣泛采用，因為它們易于使用，且功耗很低。然而，這些有源混頻器2dB至3dB的變頻增益不夠高，不能滿(mǎn)足有些無(wú)線(xiàn)基礎設施設計的要求。此外，在線(xiàn)性度可比情況下，有源混頻器的噪聲指數一般比無(wú)源混頻器高。LTC554x混頻器系列運用無(wú)源混頻器內核，以高線(xiàn)性度實(shí)現最低的噪聲指數。表1比較了LTC5541無(wú)源混頻器與LT5557有源混頻器的性能。如表中所示，無(wú)源混頻器的增益約高 5dB、噪聲指數約低2dB、IIP3高1.7dB。不過(guò)LT5557的DC功耗則低得多。

　　表1：在1.95GHz時(shí)有源混頻器和無(wú)源混頻器的比較

　　大信號噪聲指數

　　另一個(gè)重要的混頻器性能參數是大信號噪聲指數。和在放大器中一樣，混頻器的NF是輸入S/N與輸出S/N之比。當采用高電平RF信號進(jìn)行驅動(dòng)時(shí)，所有混頻器的NF都將有所增加。在接收器應用中，這種現象也被稱(chēng)為“受阻塞條件下的噪聲指數”，這里，“阻塞”信號是一個(gè)相鄰通道中的高幅度信號。由于混頻器的輸出噪聲層與RF輸入幅度和LO通路噪聲的乘積 （ARF·NLO） 成比例，因而導致噪聲指數增加。

　　在許多場(chǎng)合中接收器需要在存在強大阻塞信號源的情況下檢測一個(gè)微弱的信號。如果阻塞信號使噪聲層充分地上升，那么所需要的弱信號就有可能淹沒(méi)在噪聲中。圖2顯示了LTC5540的噪聲指數相對于RF輸入功率的變化。噪聲指數在低輸入值時(shí)接近小信號值，但是當RF信號功率上升時(shí)，ARF x NLO的貢獻就變得顯著(zhù)了，而且噪聲指數增大了。在+5dBm 的高RF輸入值和0dBm的標稱(chēng)LO功率時(shí)，噪聲指數僅比小信號值提高6dB，達到16.2dB。該圖中也很明顯的是，大信號噪聲隨著(zhù)LO功率值的提高而改進(jìn)，因此如果需要，甚至可以實(shí)現更高的性能。

　　圖2：LTC5540的噪聲指數隨RF阻塞信號值的變化

盡管噪聲指數升高的問(wèn)題無(wú)法徹底消除，但是通過(guò)仔細的設計，性能可以得到改進(jìn)。LTC554x系列中的所有器件都具有卓越的大信號噪聲指數，如表2所示。