LFMCW 雷达运动目标距离与速度超分辨估计
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3秒自动关闭窗口混频器2x2杂散响应与IP2的关系
　　[日期： 15:19:00]
作者：未知
来源：当混频器数据资料在交流电气特性表中提供2阶响应指标时，均会提到2阶交调(IP2)特性或者2x2杂散响应特性　　这篇应用笔记的目的就是提供这两个指标之间的关系及其在接收机设计中的应用此外还会以Maxim的MAX9993有源混频器在UMTS WCDMA系统中的应用为例具体分析IP2与2x2杂散响应的关系混频器的谐波在接收电路中，混频器将较高频率的射频(RF)信号转换到较低频率的中频(IF)信号，这个过程称为下变频，当使用RF频率减去本振(LO)信号频率时称为低边注入(LO频率低于RF频率)，当使用LO频率减去RF频率时称为高边注入　　这种下变频过程可以使用如下公式描述：fIF = ±fRF ± fLO上式中fIF表示混频器输出端的IF信号，fRF为加在混频器RF输入端的任何RF信号，fLO表示加在混频器LO输入端的LO信号理想情况下，混频器的输出信号幅度和相位与输入信号的幅度和相位呈一定的比例关系，且这种关系与LO信号的特性无关　　(这里是与乘法器相对比而言的，乘法器的幅度和相位在输入和输出之间并没有确定的关系　　)利用这个假设前提，混频器的幅度响应与RF输入呈线性关系并且独立于LO输入然而，混频器的非线性会产生被称为杂散的不希望出现的混频产物，这些产物是由于不希望的信号到达混频器的RF输入端口，并且在IF频点产生相应的产物　　比较麻烦的是，进入RF端口的信号并不一定落在所希望输入的RF频带内　　很多情况下，这些信号的功率电平较高，混频器之前的RF滤波器无法提供足够的抑制度以避免产生额外的杂散产物　　当这些杂散产物干扰到所需要的IF频率时，混频机制可以用下式表述：fIF = ±m fRF ±n fLO上式中m、n分别为RF和LO的整数次谐波，经混频后产生数量众多的杂散产物　　实际上，这些杂散产物的幅度随着m或者n的增加而减小在确定所要处理的频率范围之后，应谨慎选择IF和LO的频率，以避免任何可能的混频杂散产物　　可使用滤波器将可能混频后产生落入IF频带内的RF信号滤除　　混频器之后的滤波器用来滤除检波器之前的杂散信号，仅通过所需要的IF信号　　但是IF频带内的杂散信号不会被IF滤波器滤除多种型号的平衡式混频器可以抑制某些m，n为偶数的杂散信号　　理想的双平衡混频器可以抑制所有m或n(或二者均为偶数)为偶数次的混频产物　　在所有双平衡混频器中，IF，RF以及LO之间是相互隔离的　　因此，通过设计合适的单端到差分转换变压器(Balun)，这些混频器可以覆盖所有RF、IF以及LO频带半中频杂散产物的分布这篇应用笔记研究了一种明显比较棘手的被称作半中频(fIF/2)的2阶杂散响应，在混频器的术语中，当m = 2，n = -2时称为低边注入，m = -2，n = 2称为高边注入　　对于低边注入，产生半中频杂散的输入频率低于所需要RF信号频率的fIF/2 (参照图1)　　所需要的RF频率为1950MHz，与1750MHz的LO信号混频后，产生的IF频率为200MHz　　以此为例，在1850MHz的信号在200MHz就可产生所不希望的半IF杂散信号　　对于高边注入，产生半中频杂散的输入频率(fIF/2)高于所需要的RF信号在图1中所示的半中频杂散响应假定是低边注入(m = 2　　n = -2)，并且用于UMTS WCDMA接收机中　　虽然WCDMA的RF和IF载波具有3.84MHz的带宽，但图中所示的单频点显示为中心载波频率图1. 所要求的fRF、fLO、fIF以及fHalf-IF杂散信号频率分布假定：fRF = 1950MHzfLO = 1750MHzfIF = 200MHz计算：fHalf-IF = fRF – fIF/2 = 1850验算：2 × fHalf-IF – 2 × fLO =2 × (fRF - fIF/2) - 2 × (fRF - fIF) =2 × fRF – 2 × fIF/2 - 2 × fRF + 2 × fIF = fIF结果为：2 × 1850MHz – 2 × 1750MHz = 200MHz接收机的IP22x2杂散响应的抑制度，可以从混频器的IP2指标推导　　当定义混频器的IP2或者2x2特性时，一般假定仅RF和LO的基波成分注入混频器端口并且谐波失真仅是由混频器自身产生的　　RF通道中混频器前端的镜频抑制滤波器可以衰减掉任何放大器的谐波成分　　在LO通路中的噪声衰减器可以衰减掉LO通道中的信号源产生的谐波成分　　高电平的注入信号会产生失真或者互调产物，无论是在系统或器件的输入或输出端1，这些产物可以通过计算交调点进行量化　　输入交调点为假定所需信号的幅度与不希望产生的谐波成分幅度相同时的输入信号幅度　　这种情况下混频器的LO输入保持恒定不变，交调点的阶数或者失真产物仅由RF的乘数而不是LO的乘数决定，这是因为我们仅考虑RF信号的失真变化　　失真产物的幅度随着输入信号幅度增加的快慢由失真信号的阶数决定　　例如，当输入信号的幅度增加1dB时，2阶互调(IM)产物的幅度会增加2dB半中频杂散功率电平在MAX9993的数据资料的AC Electrical Characterisitics表中可以查到以下指标在1840MHz时的RF杂散电平设定为-5dBm.在1750MHz，LO的电平设定为+6dBm.测量到的典型2RF – 2LO杂散响应低于RF载波电平70dB，单位为dBc.互调抑制比(IMR)为70dBc图2中的信号电平指输入混频器并用于计算输入IP2或IIP2的特性参数图2. 涉及混频器输入端的二阶交调IIP2的计算2x2杂散特性电平可以从下式中得到：IIP2 = 2 × IMR + PSPUR = IMR + PRFIIP2 = 2 × 70dBc + (-75dBm) = 70dBc + (-5dBm)IIP2 = +65dBm类似的，Maxim的MAXMHz在同样的条件下可以提供65dBc的2RF – 2LO杂散响应，相应的结果为：IIP2 = 2 × IMR + PSPUR = IMR + PRFIIP2 = 2 × 65dBc + (-70dBm) = 65dBc + (-5dBm)IIP2 = +60dBmUMTS WCDMA举例在UMTS WCDMA 3G设计中，使用MAX9993数据资料中的2x2指标，等效IIP2特性经计算为65dBm，如图2所示　　假定某UMTS WCDMA蜂窝系统与DCS1800蜂窝系统共存，从而导致在带外有+16dBm的连续波阻塞信号(如3GPP标准中所述)　　对于UMTS WCDMA接收机，在天线端口的IIP2值经计算约为+128dBm　　图3为一个简化的直至第一极混频器的接收前端框图，给出了各级的增益，2阶交调点以及半中频抑制度图3. 为计算IIP2给出的简化原理框图整体的级连IIP2特性由各级的增益，滤波器在半中频位置的抑制度，以及混频器的2x2或IIP2特性所确定　　混频器之前的级联IIP2随着通道上各级增益值而降低(dB对dB)　　在混频器前端增加提供额外的杂散抑制度可以提高RF灵敏度　　所要计算的天线端口的等效交调点以dB为单位增加的幅度为半中频抑制度的2倍，这是因为二次谐波失真幅度的增加速度是所需要的带内信号幅度增加的两倍　　在天线端口IIP2指标的计算如下：IIP2Cascade = IIP2Mixer – 增益 + 2 × 灵敏度 = +128dBmIIP2Cascade = 65 – (-2 +25 –2) + 2 × (30 +12) = +128dBm明显可以看到，为满足半中频杂散响应，MAX9993的高IIP2特性可降低对滤波器抑制度的要求　　例如，如果混频器的IIP2从+65dBm降低到+45dBm，级连滤波器的抑制度必须提高10dB结论读过这篇应用笔记后，读者应能够将混频器的2x2杂散响应与其对应的IIP2指标之间进行互相推导　　对2阶关系有这种程度的理解可以使工程师在所要进行的应用中确定合适的混频器特性　　MAX9993 2GHz混频器以及MAXMHz混频器提供了较优良的2x2 (IP2)特性，从而降低对滤波器的要求，使高性能无线系统的设计变得更加完美
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[通信/电子]关于混频器2x2杂散响应与IP2的关系
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3秒自动关闭窗口简述高频电子技术中混频电路的特点 急用，重谢，好的话还有追加奖励，急用，速度_百度知道
简述高频电子技术中混频电路的特点 急用，重谢，好的话还有追加奖励，急用，速度
提问者采纳
混频属于频谱线性变换技术，输入信号都比较小1 混频电路的输入输出均为高频已调波信号，容易其它信号受干扰，频谱宽度不变, 包络形状不变
3 混频电路通常位于接收机或发射机前端。
2 实现频谱搬移功能
提问者评价
太感谢了，真心有用
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出门在外也不愁确定总体半中频杂散指标和为LTE接收机选择RF混频器-技术文章-RF技术社区
确定总体半中频杂散指标和为LTE接收机选择RF混频器
发布时间： 09:45:32
来源：互联网
本文介绍如何满足高性能基站（BTS）接收机对半中频杂散指标的要求。为达到这一目标，工程师必须理解混频器的IP2与二阶响应之间的关系，然后选择满足系统级联要求的RF混频器。混频器数据手册以二阶交调点（IP2）或2x2杂散抑制指标的形式表示二阶响应性能。本文通过介绍这两个参数之间的关系，说明接收机设计以及如何确定总体半中频杂散指标。以MAX19997A的IP2与2x2关系为例，这是一款用于E-UTRA LTE接收机的有源混频器。
混频器谐波
在超外差接收机电路中，混频器将高频RF信号转换到较低中频（IF），该过程称为下变频。混频器中，如果输出频率为射频输入频率减去本振（LO）输入频 率，称为低边注入（LO频率低于RF频率）；如果输出频率为LO频率减去RF频率，则称为高边注入。下变频过程可由下式表示：
fIF= fRF - fLO= - fRF+ fLO
式中，fIF为混频器输出端口的中频；fRF为加至混频器RF端口的RF信号；fLO为加至混频器LO端口的LO信号。
理想情况下，混频器的输出信号幅值和相位与其输入信号的幅值和相位成比例，与LO信号无关。在这一假设前提下，混频器幅值响应与RF输入信号成线性关系，也与LO信号幅值无关。
然而，由于混频器的非线性特性，将产生所不希望的混频产物，称为杂散响应。杂散响应是由混频器RF端口输入的干扰或噪声信号引起的，在IF频率产生响应。 到达RF输入端口的干扰信号可能没有在所规定的RF带宽内，但也会造成麻烦。这类信号通常具有足够高的功率，混频之前的RF滤波器不能对其实施足够衰减， 使其引起额外的杂散响应，直接影响到所要求的IF信号，混频原理可表示为：
fIF= m fRF -n fLO= - m fRF + n fLO
注意，m和n为RF和LO频率的整数次谐波，通过混频产生格中杂散产物组合。通常情况下，这些杂散分量的幅值随m或n的增大而减小。
已知相应的RF输入频率范围，谨慎规划频率，选择适当的IF及相应的LO频率。仔细规划频率非常重要，因为它有助于减少混频后落入有效信号频带的干扰，这 些干扰源会直接影响接收器性能。对于宽带系统，频率规划时避免杂散混频产物更加困难，需要利用滤波器抑制那些可能落入IF频带的带外（OOB） RF信号。混频器之后的IF滤波器的选择性限定在只允许通过有效信号频率，由此，在信号进入最终检测器之前（混频器之后）对杂散响应进行衰减。IF滤波器 不会衰减IF带内的杂散响应。
许多类型的平衡混频器将抑制m或n为偶数的杂散成分。理想的双平衡混频器抑制m或n（或两者）为偶数的所有谐波分量。双平衡混频器中的IF、RF和LO端 口彼此隔离，使LO泄漏降至最小，并提供固有的RF至IF隔离。双平衡混频器设计能够提供最佳的线性特性，降低每个端口的滤波器衰减要求。
半中频杂散频率分布
2阶杂散响应（被称作半中频，1/2 IF）是一种非常棘手的特殊杂散信号。混频器中，当m = 2,n = -2时称为低边LO注入；m = -2,n = 2时，称为高边LO注入（图1）。对于高边注入，产生半中频杂散响应的输入频率比所要求的RF信号频率高fIF/2.
例如，所要求的RF中心频率为2510MHz （E-UTRA上行链路信道号39790）。该RF频率与2860MHz LO频率混频后，产生IF频率为350MHz.本例中，2685MHz为不希望出现的信号（或阻塞信号），产生350MHz的半中频杂散分量。对于低边注入，产生半中频杂散的输入频率比所要求的LO频率高fIF/2.
图1:E-UTRA高边LO注入示例，显示了所要求的fRF、fLO、fIF和不希望出现的fHALF-IF频率分布。
●fRF中心频率 = 2510MHz
●fLO= 2860MHz
●fIF = fLO- fRF= 2860MHz - 2510MHz = 350MHz
计算造成杂散响应的阻塞频率：
fHALF-IF= fRF+ fIF/2 = 2685MHz
检查算法以验证半中频阻塞或杂散频率：
2 & fLO - 2 & fHALF-IF = 2 & （fRF + fIF） - 2 & （fRF+ fIF/2） = 2fRF+ 2fIF- 2fRF- fIF= fIF
这造成半中频杂散频率产生不希望的IF杂散信号：
2 & 2860MHz - 2 & 2685MHz = 350MHz
接收器的IP2
如果器件数据手册没有直接给出2x2杂散响应的抑制度，则可从混频器的IP2指标推导。假设：只有RF和LO的基波分量施加在混频器端口，谐波失真仅由混频器自身产生。
RF通路的镜频抑制滤波器会在混频器前端抑制任何不希望出现的RF放大器谐波；LO通路的噪声滤波器对LO注入产生的谐波进行抑制。强输入信号无论是在器 件或系统的输入或输出端都会产生失真或交调产物，这些产物可通过计算交调（IP）进行量化。输入交调计算中假定有用信号的幅值与干扰信号分量的输入幅值相 同。如果混频器LO功率保持恒定，IP或失真产物的阶数仅由RF的倍乘（而非LO倍乘）决定，这是因为我们仅考虑RF信号的变化，阶数代表失真产物的幅值 随输入电平的上升而增加的快慢。例如，由于成平方关系，当输入信号增大1dB时，2阶交调（IM）产物的幅值增加2dB. 半中频杂散功率水平
以下讨论以MAX19997A下变频混频器为例，从数据手册的交流电气特性规格中可以查到以下指标：
●RF杂散功率为-5dBm （2685MHz）
●LO电平设置为+0dBm （2860MHz）
●典型2LO - 2RF杂散响应比RF载波电平低64dB,单位为dBc;64dBc指2阶交调抑制比（IMR2）。
●计算得到：PSPUR= -5dBm + （-64dBc） = -69dBm.
MAX19997A如此优异的2x2性能在其输入形成以下等效的IP2性能（IIP2）：
IIP2 = 2 & IMR2 + PSPUR= IMR2 + PRF
= 2 & 64dBc + （-69dBm） = 64dBc + （-5dBm）
Tel: 3-8057
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