射频电路与天线：混频器知识介绍

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肖特基二极管
混频器的工作原理
单端混频器
2 i0 f* {( G' g, ^# F# F单平衡混频器
双平衡混频器
. p& V. J) v( ~. @# q
' n' k( p+ `$ h& _1、引言
混频器的主要功能是将不同频率的信号源混合，以便产生新的频率，也称为变频器。
' Y# g* l  ^' K. X在通信系统中，混频器通常被用于载波频率的调制与解调。
( {6 L* t" u4 B4 Z在发射机中，混频器把中频信号与本振信号相加，实现上变频调制；
( j+ v' P" \7 M2 }/ Y& R$ P0 }在接收机中，混频器把把中频信号与本振信号相减，实现下变频解调。
% a% C/ J2 {0 X

混频器必须包含两个主要的部分：
5 f# D  f3 V) ]0 P: b2 w1 H' b3 x) O信号合成单元，可以通过耦合器实现；
+ g& b9 H& z2 n& Z5 V0 k0 r8 E; ]信号混频单元，需要采用非线性器件，常用的器件是肖特基势垒二极管，也可以采用BJT或MESFET构成微波高频段的低噪声、高效率混频器。

2、肖特基势垒二极管
肖特基势垒二极管（Schotlky Rarrier Diode）是由金属电极与低掺杂N型半导体接触而成。
2 Q% r6 A) B; w
肖特基二极管的伏安特性由下面的方程描述
3 @8 c+ ^  W! g
7 ~$ B% V4 J* g, y% v# T* i- bR*为穿过势垒的多数载流子电子发射的Richardson常数，对于硅，为100A/cm2K2。
9 ^$ c; R% l& ]) I- m# f2 q$ _在低于0.1mA的小偏置电流下经常忽略上式中附加的IRS项。对于某种应用，串联电阻会形成反馈回路，这意味着电阻被乘以一个按指数增长的增值因子，此时IRS项被考虑。

特基势垒二极管的等效电路中，结电阻RJ与偏置电流有关，各电路元件的典型值为：RS=2~5Ω，Cg=0.1~0.2pF和RJ=200Ω~2kΩ。

- Z4 ]- H! H+ e& |# r0 x! _' k/ E" d
3、混频器的工作原理
设输入信号与本振信号同时施加在非线性器件上 ，该器件则以输出电流驱动负载。
0 J+ L) }3 s/ l, k7 a
; h& ?) e+ x( J9 O% u非线性器件上的电流与电压呈非线性关系，二极管和BJT都具有指数型传输特性
  }4 l! I/ i' ~' j而MESFET的传输特征可近似为二次曲线

设器件两端的电压为直流偏压、输入信号和本振信号之和

忽略直流偏置电压和电流，则器件电流为
- }8 K" A) Q. x" j
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VIC56

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