Mae'r cymysgydd yn gam allweddol o'r gadwyn signal RF yn y bensaernïaeth derbynnydd superheterodyne (super). Mae'n caniatáu i'r derbynnydd gael ei diwnio dros fand amledd eang o ddiddordeb ac yna trosi unrhyw amledd signal a dderbynnir yn amledd sefydlog hysbys. Mae hyn yn caniatáu i'r signal diddordeb gael ei brosesu, ei hidlo a'i ddadosod yn effeithlon. Mae strwythur yr uwch-strwythur yn gain ac yn syml, ond mae'r perfformiad gwirioneddol yn dibynnu ar berfformiad ei flociau swyddogaethol cyfansoddol.
Sylwch fod yr Superman hollbresennol wedi'i ddatblygu gan yr athrylith peirianneg roedd Major EH Armstrong yn y 1930au ac yn disodli ei ddyluniad derbynnydd blaenorol i raddau helaeth, y dyluniad uwch-adfywiol (er ei fod yn dal i gael ei ddefnyddio mewn cymwysiadau proffesiynol heddiw). Yn dilyn hynny, dyfeisiodd Armstrong fodiwleiddio amledd, a ddefnyddir yn helaeth o hyd. Byddai unrhyw un ohonynt yn gwneud Armstrong yn gategori "arloeswr a dyfeisiwr", ond mae'n bwysig iawn cael y tri dyfais hyn sy'n gysylltiedig â radio. I gael mwy o wybodaeth am hanfodion y cymysgydd, gweler erthygl TechZone "Hanfodion y cymysgydd". Mewn derbynnydd super "trosi sengl" sylfaenol, mae'r signal RF cludwr mewnbwn yn cael ei fwyhau gan un neu fwy o gamau mwyhadur sŵn isel (LNA) ac yna'n mynd i mewn i'r cymysgydd (Ffigur 1). Mae gan y cymysgydd ddau fewnbwn: signal RF ac oscillator lleol (LO). Mae'r LO ar wrthbwyso sefydlog o'r signal a ddymunir i gael ei diwnio, a gellir ei osod uwchlaw neu islaw amledd y cludwr; mae yna resymau technegol mewn rhai dyluniadau, pam mae un yn cael blaenoriaeth dros y llall.
Ffigur 1: Mae'r bensaernïaeth superheterodyne sylfaenol yn cymysgu'r signal RF gyda'r oscillator lleol ac yn cynnal gwrthbwyso sefydlog gyda'r signal RF wedi'i chwyddo i gael ei diwnio i gynhyrchu signal IF amledd sefydlog i lawr-drosi, y gellir wedyn ei chwyddo a'i ddadosod.
Mae'r cymysgydd yn gam aflinol sy'n cyfuno dau signal. Mae'r cymysgu aflinol hwn yn cynhyrchu dau allbwn: un ar swm y ddau amledd signal, a'r llall ar eu gwahaniaeth (cynhyrchir eraill a / harmonigau hefyd gan y broses gymysgu aflinol, ond nid ydynt yn ddiddorol ac yn hawdd i'w hidlo). Mae yna allbwn amledd curiad sefydlog o'r fath, o'r enw amledd canolraddol (IF), sy'n gwneud y dyluniad uwch mor effeithiol. Mae hyn oherwydd ni waeth beth yw'r amledd penodol wedi'i diwnio, mae'r IF bob amser ar yr un amledd. Gan fod amledd IF bob amser yr un peth, gellir optimeiddio'r mwyhadur cam IF a'r demodulator dilynol ar gyfer perfformiad un amledd hysbys.
Nesaf, hidlwch allbwn IF y cymysgydd i ddileu unrhyw arteffactau (cymaint â phosib), ac yna ewch ymlaen i'r cam nesaf i gael ei ymhelaethu a'i ddadgodio ymhellach. Yn hanesyddol, roedd radio darlledu traddodiadol AC yn defnyddio 455 kHz IF, roedd radio FM darlledu traddodiadol yn defnyddio 10.7 MHz, ond roedd cymwysiadau proffesiynol eraill yn defnyddio gwahanol IFs.
Yn ychwanegol at y super trosi sengl sylfaenol, mae yna hefyd dopolegau trosi dwbl. Defnyddir hwn ar gyfer amleddau cludwyr uwch, fel 500 MHz neu uwch na 1 GHz, i leddfu problemau hidlo signal a phroblemau sŵn trwy optimeiddio perfformiad cyraeddadwy pob cam; mae'r cludwr yn mynd trwy'r cymysgydd cam cyntaf / LO i'w ostwng i oddeutu Mae'r OS cyntaf o 50-100MHz wedyn yn cael ei drawsnewid ymhellach i'r ail IF gan yr ail gymysgydd / LO. Mae hyn yn rhoi mwy o hyblygrwydd cyffredinol i ddylunwyr ac yn llacio rhai o'r gofynion ar gyfer manylebau cydrannau unigol. (Mae hyd yn oed derbynyddion trosi triphlyg mewn defnydd masnachol.) Ffigur 2: Mewn dyluniad trosi dwbl, mae'r dull super sylfaenol yn ymestyn y cam trosi i lawr cyntaf ar gyfer tiwnio ar amledd uwch; mae'r allbwn IF yn dod yn gyfwerth â RF Amledd sefydlog, sy'n gymysg ag LO yr ail gam i gynhyrchu ail allbwn IF.
1. Dyluniad sero-IF
Er mai dull uwch-gywirdeb LO / IF yw'r bensaernïaeth derbynnydd a ddyluniwyd fwyaf llwyddiannus o bell ffordd, mae bellach yn ennill cystadleuaeth o ddull arall: derbynnydd sero-IF, a elwir hefyd yn dderbynnydd trosi derbynnydd uniongyrchol (DCR), Y derbynnydd homodyne neu dderbynnydd cydamserol (Ffigur 3). Yma, mae'r amledd LO wedi'i osod yn agos iawn at amledd cludwr RF y signal a ddymunir. Mae'r allbwn cymysg ar unwaith yn y band sylfaen ac nid oes angen cam IF arno.
Ffigur 3: Mae'r dull sero-IF yn defnyddio LO sy'n agos iawn at y signal RF ac yn uniongyrchol yn disgyn i fand sylfaen heb gam IF canolradd.
Er bod y dull hwn yn ddamcaniaethol yn lleihau cymhlethdod y gylched sylfaenol, mae'n gosod gofynion llym ar bob cam, gan gynnwys ystod ddeinamig, sefydlogrwydd, ystumio, ystod tiwnio a sŵn. Ar gyfer rhai cymwysiadau a ddewiswyd ac a ddyluniwyd yn ofalus, gall IC wneud derbynyddion sero-IF yn gystadleuol neu'n well na derbynyddion uwch â lefelau IF.
2. Paramedrau cymysgydd allweddol
Gall cymysgwyr fod yn oddefol (fel arfer wedi'u hadeiladu â deuodau) neu'n ddyfeisiau gweithredol sy'n defnyddio enillion transistor. Fel modiwl swyddogaethol sy'n casglu signalau mewn band amledd RF eang ac yn ei is-drosi i amledd IF sefydlog, mae gan gymysgwyr lawer o ofynion amdano. Mae cymysgwyr gweithredol a goddefol i gyd yn darparu cyfuniadau gwahanol o baramedrau allweddol, y mae pob un ohonynt yn cael eu mesur yn dB, oni nodir yn wahanol:
Mae'r pwynt rhyngdoriad trydydd gorchymyn neu'r croesbwynt mewnbwn (IIP3 neu IP3) yn ymwneud ag effaith y cymysgydd cynnyrch aflinol ar y signal wedi'i chwyddo'n llinol a achosir gan y term cynnyrch aflinol trydydd gorchymyn. Defnyddir dau amledd prawf o fewn band pas y cymysgydd i werthuso'r pwynt rhyngdoriad trydydd gorchymyn; yn nodweddiadol, mae'r amleddau prawf hyn tua 20 i 30 kHz oddi wrth ei gilydd. Mae gwerth IP3 uwch (mewn dBm) yn nodi gwell cymysgydd.
Colli / ennill trosi yw'r gymhareb pŵer allbwn IF i bŵer mewnbwn RF. Ar gyfer cymysgwyr goddefol, dyma'r golled (dB negyddol) bob amser, fel arfer rhwng -5 a -10 dB. Er ei fod yn fesur o effeithlonrwydd cymysgydd, nid y broblem yma yw effeithlonrwydd y cyflenwad pŵer DC, ond y lefel pŵer RF gymharol isel y mae'r cymysgydd yn ei weld ganddo.
Mae'r ffigur sŵn (NF) yn bwysig iawn oherwydd ei fod yn nodweddu'r sŵn a ychwanegir gan y cymysgydd ac yn ymddangos yn yr allbwn IF. Mae hyn yn bryder, oherwydd unwaith y bydd y sŵn mewn band yn cael ei ychwanegu at y signal o ddiddordeb, mae bron yn amhosibl dileu, dinistrio'r signal, gwneud demodiwleiddio yn fwy heriol, a lleihau'r gyfradd gwallau did (BER). Mae'r ffigur sŵn nodweddiadol rhwng 0.5 a 3 dB.
Mae ynysu yn diffinio i ba raddau y mae'r cymysgydd yn atal egni signal mewnbwn RF neu LO rhag cyrraedd allbwn IF, a all ddinistrio ac ystumio'r IF ac achosi problemau a gwallau demodiwleiddio. Dyma'r gymhareb mewnbwn RF neu LO i allbwn IF sy'n gollwng.
Mae'r ystod ddeinamig yn mesur cymhareb y lefel signal uchaf i'r lefel signal leiaf y gall y cymysgydd ei drin, ac mae'n dal i ddarparu signal IF sy'n cwrdd â'r manylebau. Yn dibynnu ar y mewnbwn RF disgwyliedig, efallai y bydd angen amrediad deinamig canolig (50 dB) neu eang (100 dB) ar y system.
Dim ond y paramedrau perfformiad sy'n gysylltiedig â'r cymysgydd uchaf yw'r rhain. Mae eraill yn cynnwys gwrthod delwedd, ennill cywasgiad, gwrthbwyso DC a phwynt cywasgu 1 dB.
3. Amrywiaeth eang o gymysgwyr sydd ar gael
Mae gwerthwyr cymysgwyr yn cynnwys gwerthwyr analog analog traddodiadol sydd ag arbenigedd RF, yn ogystal â gwerthwyr RF-ganolog sy'n datblygu cymysgwyr IC a arwahanol. Gan fod y ddau grŵp hyn yn edrych ar berfformiad cymysgydd o wahanol gyfeiriadau, mae ganddyn nhw wahanol feysydd ffocws o ran blaenoriaethau a chyfaddawdau, yn ogystal ag agweddau cyffredin.
Cyflwynodd cyflenwr IC ADI yr ADL5350, sy'n gymysgydd goddefol un pen GaEMs pHEMT gyda mwyhadur byffer LO integredig (Ffigur 4).
Ffigur 4: Mae'r cymysgydd goddefol ADL5350 yn cynnwys mwyhadur LO gweithredol i symleiddio gweithrediad a gofynion cynhyrchu signal LO.
Gall y ddyfais band eang hon drin amleddau o 750 MHz i 4 GHz ac mae wedi'i gynllunio ar gyfer gorsafoedd sylfaen cellog gyda gwahanol fathau a safonau modiwleiddio. Mae'r byffer yn caniatáu i'r defnyddiwr ddarparu LO lefel isel, sy'n symleiddio'r dyluniad. Y golled trosi yw 6.8 dB, y ffigur sŵn yw 6.5 dB, a'r IP3 yw 25 dB. Oherwydd yr amleddau dan sylw, mae'r ADL5350 yn defnyddio pecyn ar raddfa sglodion 8 pad VFDFN agored. (Gellir ei ddefnyddio hefyd ar gyfer y broses atodol o uwchraddio, ond stori arall yw hon.)
Mae CEL (Labordy Dwyrain California gynt) yn darparu sglodion silicon UPC2757 MMIC (microdon monolithig IC) ar gyfer mewnbwn RF o 0.1 i 2.0 GHz ac IF o 20 i 300 MHz (Ffigur 6).
Ffigur 6: Mae cyfres UPC2757 CEL yn cynnwys cymysgwyr gweithredol sylfaenol ar gyfer mewnbynnau RF rhwng 0.1 a 2.0 GHz.
Mae UPC2757TB wedi'i optimeiddio ar gyfer defnydd pŵer isel, tra bod UPC2758TB wedi'i optimeiddio ar gyfer ystumio isel. Ar gyfer pob IC, mae'r enillion trosi yn swyddogaeth o'r amledd LO (Ffigur 7).
Ffigur 7: Mae enillion trosi MMIC UPC2757 CEL yn amrywio yn ôl amlder LO; mae dau brif aelod o'r teulu yn darparu dewisiadau sylfaenol ar gyfer defnyddio ac ystumio pŵer.
Dim ond dwy enghraifft yw'r rhain. Mae cymysgwyr ar gael gan lawer o gyflenwyr; gellir defnyddio'r offer ar gyfer amleddau amrywiol RF a LO, yn ogystal â gwahanol lefelau pŵer a pharamedrau perfformiad. Mae proses benderfynu’r dylunydd yn rhestru’r gofynion amledd sylfaenol yn gyntaf a’r gwerthoedd gofynnol ar gyfer eiddo cymysgydd eraill, yn ogystal ag unrhyw hyblygrwydd neu gyfaddawdau a allai fodoli yn unrhyw un o’r ffactorau hyn.
Mae ein cynnyrch eraill:
