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Comment spécifier les mélangeurs RF: spécifications du mélangeur RF

Comment spécifier les mélangeurs RF: spécifications du mélangeur RF

Les performances d'un mélangeur RF peuvent être un élément pivot dans le fonctionnement global d'un circuit ou d'un système RF et la sélection du mélangeur approprié est la clé de la conception.

Bien que de nombreuses conceptions utilisent de petits mélangeurs actifs dans le circuit global, pour de nombreuses autres conceptions, des modules mélangeurs haute performance sont la réponse. Cependant, pour ceux-ci, le choix du bon est particulièrement important. Sous préciser et la performance de l'ensemble de l'unité peut être marginale. Sur-spécifiez et les coûts sont augmentés. Sélectionnez le mauvais type et même s'il s'agit d'un type haute performance, il ne fonctionnera pas correctement.

La sélection du bon module mélangeur RF est une étape clé de la conception globale. Avec plusieurs centaines ou milliers de choix, et parmi une variété de fabricants, un processus de sélection ordonné est essentiel.

Notions de base sur RF Mixer

La plupart des mélangeurs utilisés dans les modules de mixage RF se présentent sous la forme d'un mélangeur passif double symétrique. Ceux-ci utilisent un anneau de diode et des transformateurs correspondants sous la forme de circuit illustré ci-dessous.

Les trois terminaux sont les RF, LO et IF.

  • RF: Il s'agit de l'entrée utilisée pour le signal dont la fréquence doit être modifiée. Il s'agit généralement d'un signal de faible niveau.
  • LO: Il s'agit du signal de l'oscillateur local et est au niveau spécifié, supérieur à celui de l'entrée RF.
  • SI: Il s'agit du port de sortie du mélangeur.

Il y a un certain nombre de décisions clés à prendre. Tenir compte de ceux-ci aidera à garantir que le type optimal de mélangeur est sélectionné ou choisi.

Spécification du type d'emballage du mélangeur

Cette décision est l'une des premières qui puisse être prise. La technologie de connexion et les exigences seront connues dès le début de la conception. Il existe généralement trois types de type d'emballage:

  • Montage en surface: Ce type de mélangeur est probablement le plus petit en termes de surface et peut être monté directement sur une carte de circuit imprimé. Celles-ci sont idéales lorsque tout le circuit ou le système est basé sur une carte de circuit imprimé. Cependant, il faut être conscient de toute restriction particulière au soudage, notamment en termes de température de refusion de la brasure, etc.
  • Connecteur: Dans certains cas, un mélangeur RF à connecteur sera nécessaire, souvent ceux-ci sont livrés avec des connexions BNC ou SMA, mais d'autres connecteurs peuvent être demandés, y compris les types N ou TNC, mais ils ont tendance à être moins courants ou ils peuvent devoir être demandés comme articles spéciaux. Ceux-ci ont tendance à être utilisés dans les systèmes basés sur des racks plus grands. Il faut tenir compte de la taille et du type de connecteur lors du choix de ces options. Considérez également la façon dont ces mélangeurs seront montés mécaniquement, car de nombreux fabricants de mélangeurs offrent diverses options pour cela.
  • Brancher: Ces mélangeurs sont des unités montées à travers les trous. Ils ont au moins quatre broches et cela leur permet d'être connectés en toute sécurité à la fois électriquement et mécaniquement. Ceux-ci peuvent être utilisés sur des planches à trous traversants. Généralement, ces mélangeurs ont au moins quatre broches, une pour les trois lignes de signal et une pour la terre, bien que beaucoup puissent fournir une connexion à la terre ou à la terre avec chaque port de signal.

Niveau de l'oscillateur local du mixeur

L'oscillateur local ou le niveau d'entrée LO est un autre paramètre clé à prendre en compte. Cela peut être un facteur clé pour déterminer quel ensemble de mélangeurs, ou le mélangeur lui-même.

Plus le niveau d'entrée de l'oscillateur local est élevé, plus le niveau RF qui peut être accepté sans rencontrer de problèmes de distorsion, etc. En général, l'entrée de l'oscillateur local doit être de 10 dB au-dessus du signal RF le plus élevé prévu. Cela permet au mélangeur de fonctionner dans sa plage de fonctionnement linéaire.

Les modules mélangeurs ont tendance à être spécifiés à divers niveaux communs, par ex. 7 dBm, 10 dBM, 17 dBm, etc. Ils sont parfois appelés mixeurs de niveau 7, 10 ou 17. D'autres valeurs sont disponibles pour ces mélangeurs en fonction de l'application, mais ces niveaux constituent probablement les valeurs les plus largement utilisées.

Malheureusement, les mélangeurs de puissance plus élevée ont tendance à être plus chers et à amplifier le LO au niveau supérieur, il y a donc souvent un compromis entre les performances et le coût. Le maintien du niveau de LO le plus bas non seulement réduira le coût, mais entraînera également une baisse des fuites de LO dans le système.

Il est préférable de piloter ces mélangeurs à des niveaux approximativement égaux à l'entrée d'entraînement requise. Un niveau plus élevé entraînera en particulier des niveaux plus élevés de fuite de LO et d'autres paramètres de performance peuvent chuter.

Plus bas que le niveau requis, les performances diminuent à nouveau, ce qui entraîne généralement une augmentation de la perte de conversion. Faire fonctionner un mélangeur avec l'oscillateur local à environ -3 dB du niveau requis peut augmenter la perte de conversion d'environ 0,5 dB. De plus, les performances d'intermodulation du troisième ordre peuvent être légèrement dégradées - ce qui n'est guère surprenant puisque les diodes ne commuteront pas aussi fort.

Spécification du point de compression du mélangeur 1dM

Le point de compression de 1 dB d'un mélangeur est une spécification très importante en ce qui concerne les signaux parasites.

Un mélangeur idéal fonctionnerait de manière linéaire, c'est-à-dire que pour chaque augmentation de 1 dB du niveau d'entrée RF, la sortie du port IF augmenterait également. Cependant, un point est atteint où la sortie ne peut pas gérer le signal et commence à se stabiliser. Le point de compression de 1 dB est le point auquel la sortie s'écarte de la courbe linéaire de 1 dB, c'est-à-dire qu'elle est inférieure de 1 dB à la ligne linéaire tracée. La spécification fait normalement référence au niveau de puissance d'entrée RF auquel cette compression se produit.

Le point de compression de 1 dB est facile à mesurer et il fournit une comparaison utile entre les mélangeurs pour voir à quoi ressemblent leurs performances de haut niveau. Évidemment, pour les signaux de haut niveau, plus le point de compression de 1 dB est élevé, mieux c'est.

Le point de compression de 1 dB est également lié à d'autres paramètres du mélangeur.

Spécification de la puissance maximale du port RF

Dans toute conception, un bilan de puissance peut être préparé montrant les niveaux de puissance aux différents étages. Sachant comment le niveau de puissance varie, il est souvent possible de déterminer avec précision le niveau de puissance maximum entrant dans le port RF du mélangeur.

Avec une connaissance de ce chiffre, la sélection du mélangeur requis est simplement un cas de choix du mélangeur dont le point de compression de 1 dB dépasse cette valeur.

En termes d'entrées où les niveaux de signal varient sur une très large plage, il est très important de s'assurer que le niveau ne dépasse pas une valeur sûre. Cela peut être illustré en ce que l'un des principaux problèmes sur certains analyseurs de spectre plus anciens sans protection d'entrée automatique était la destruction du mélangeur d'entrée lorsque des signaux de haut niveau étaient appliqués lorsque l'ingénieur avait oublié de mettre un atténuateur en circuit.

Gamme de fréquences

Bien que les mélangeurs aient tendance à prendre en charge un fonctionnement à large bande, la plage de fréquences réelle à utiliser doit évidemment être couverte par le mélangeur. Encore une fois, si le mélangeur est sur-spécifié en termes de bande passante et de fréquence supérieure, les coûts peuvent être plus élevés que ce qu'ils doivent être.

En règle générale, il est recommandé de sélectionner un mélangeur dont la plage de fréquences médianes couvre la plage de fonctionnement prévue.

Cela dit, les performances de nombreux mélangeurs s'étendent en dehors de leurs plages spécifiées, bien qu'avec un degré croissant de dégradation, plus la fréquence est éloignée de la plage de fonctionnement.


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