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
. Q+ U8 H& H, e8 q5 o' ~# H( Q/ p/ Y单端混频器
单平衡混频器
# Y& S. `; B* w! v5 V' x! f双平衡混频器
$ U/ y( [9 |* \; J9 q8 m+ T
; }2 W! u6 n( d9 |1、引言
/ P$ @  h8 ?5 ^# k/ W* V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。
; o) j; A/ t9 X) a0 Z  r; b在通信系统中，混频器通常被用于载波频率的调制与解调。
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；
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。

, f6 c5 e4 `! g2 }/ h: Q, n- u
/ T) f" M! g% c0 _! p4 l混频器必须包含两个主要的部分：
6 p+ j* G, a7 R; N& T信号合成单元，可以通过耦合器实现；
8 W/ Q& L- G& e* t2 K& t! {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。

& _5 m( F, E' C2、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。

7 z  @1 Q" @. O7 A% C- f& Y6 W肖特基二极管的伏安特性由下面的方程描述

R*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。
3 T$ E' C# N) t4 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。
' x, F7 Y. `5 S! Z  W0 y
- g( U6 r( s4 W  \+ @$ r7 x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。
4 e; V  d' H; g) e) r
8 ~( o5 p, y7 N9 J
3、混频器的工作原理
+ s. ?6 v' \8 K" k0 Q" V* J/ H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。
5 e% i& t0 C2 _/ g' n7 V/ t  w
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
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
) ~$ |/ U9 l# l* ?1 K+ F
忽略直流偏置电压和电流，则器件电流为

: F* |1 k, {4 B# B$ {- h! Q: h: ^* X! g
* M# F4 y; v. v& W

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VIC56

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