Is eochairchéim den slabhra comhartha RF é an meascthóir san ailtireacht glacadóra superheterodyne (super). Ligeann sé don ghlacadóir a bheith tiúnta thar bhanda spéise minicíochta leathan agus ansin aon mhinicíocht comhartha a fhaightear a thiontú go minicíocht sheasta aitheanta. Ligeann sé seo an comhartha spéise a phróiseáil, a scagadh agus a dhíchódú go héifeachtúil. Tá struchtúr an tsár-struchtúir galánta agus simplí, ach braitheann an fheidhmíocht iarbhír ar fheidhmíocht a chomhbhlocanna feidhmiúla.
Tabhair faoi deara gur fhorbair an genius innealtóireachta Major EH Armstrong an Superman uileláithreach sna 1930idí agus chuir sé an dearadh glacadóra roimhe seo in áit den chuid is mó, an dearadh sár-athghiniúnach (cé go n-úsáidtear é fós in iarratais ghairmiúla inniu). Ina dhiaidh sin, chum Armstrong modhnú minicíochta, a úsáidtear go forleathan fós. Dhéanfadh aon cheann acu catagóir “ceannródaí agus aireagóir” Armstrong, ach tá sé thar a bheith tábhachtach go mbeadh na trí aireagán seo a bhaineann le raidió. Le haghaidh tuilleadh faisnéise ar bhuneilimintí an mheascóra, féach alt TechZone "Basics of the mixer". I nglacadóir bunúsach “tiontaithe aonair” bunúsach, déantar comhartha RF an iompróra ionchuir a aimpliú le céim amháin nó níos mó aimplitheoir torainn íseal (LNA) agus ansin téann sé isteach sa mheascóir (Fíor 1). Tá dhá ionchur ag an meascthóir: comhartha RF agus oscillator áitiúil (LO). Tá an LO ag fritháireamh seasta ón gcomhartha atá ag teastáil le bheith tiúnta, agus is féidir é a shocrú os cionn nó faoi bhun mhinicíocht an iompróra; tá cúiseanna teicniúla i roinnt dearaí, cén fáth go bhfuil tosaíocht ag duine ar an gceann eile.
Fíor 1: Déanann an ailtireacht bhunúsach superheterodyne an comhartha RF a mheascadh leis an oscillator áitiúil agus coinníonn sé fritháireamh seasta leis an gcomhartha RF aimplithe atá le tiúnadh chun comhartha IF minicíochta seasta-chomhshó a ghiniúint, ar féidir é a aimpliú agus a dhíchódú Baseband.
Is céim neamhlíneach é an meascthóir a chomhcheanglaíonn dhá chomhartha. Táirgeann an meascadh neamhlíneach seo dhá aschur: ceann ag suim an dá mhinicíocht comhartha, agus an ceann eile ar a ndifríocht (táirgtear próiseas eile agus / armónach leis an bpróiseas meascáin neamhlíneach, ach níl siad suimiúil agus furasta a scagadh). Tá aschur minicíochta buille seasta den sórt sin ann, ar a dtugtar minicíocht idirmheánach (IF), a fhágann go bhfuil an sár-dhearadh chomh héifeachtach. Tarlaíonn sé seo is cuma cén minicíocht shonrach atá tiúnta, bíonn an IF i gcónaí ag an minicíocht chéanna. Ós rud é go mbíonn minicíocht IF mar an gcéanna i gcónaí, is féidir an aimplitheoir céim IF agus an demodulator ina dhiaidh sin a bharrfheabhsú chun minicíocht aonair ar a dtugtar a chomhlíonadh.
Ansin, scag aschur IF an mheascóra chun deireadh a chur le haon déantúsán (oiread agus is féidir), agus ansin téigh ar aghaidh go dtí an chéad chéim eile chun aimpliú agus dí-dhathú breise a dhéanamh. Go stairiúil, d’úsáid raidió AM craolta traidisiúnta 455 kHz IF, d’úsáid raidió FM craolta traidisiúnta 10.7 MHz, ach bhain feidhmchláir ghairmiúla eile úsáid as IFanna éagsúla.
Chomh maith leis an sár-chomhshó bunúsach amháin, tá topology tiontaithe dúbailte ann freisin. Úsáidtear é seo le haghaidh minicíochtaí iompróra níos airde, mar shampla 500 MHz nó os cionn 1 GHz, chun fadhbanna scagtha comhartha agus fadhbanna torainn a mhaolú trí fheidhmíocht insroichte gach céim a bharrfheabhsú; Gabhann an t-iompróir tríd an meascthóir céadchéime / LO chun é a laghdú go dtí thart ar an gcéad IF de 50-100MHz, déanann an dara meascthóir / LO an dara IF a thiontú tuilleadh go dtí an dara IF. Tugann sé seo níos mó solúbthachta foriomláine do dhearthóirí agus déanann sé cuid de na riachtanais maidir le sonraíochtaí comhpháirteanna aonair a mhaolú. (Tá fiú glacadóirí tiontaithe triple in úsáid tráchtála.) Fíor 2: I ndearadh tiontaithe dúbailte, leathnaíonn an sár-mhodh bunúsach an chéad chéim chomhshó síos le haghaidh tiúnadh ag minicíocht níos airde; déantar aschur IF a chomhionann le RF Minicíochta seasta, atá measctha le LO an dara céim chun an dara aschur IF a tháirgeadh.
1. Dearadh nialais-IF
Cé gurb é modh ultra-bheachtais LO / IF an ailtireacht glacadóra is rathúla a dearadh i bhfad, tá iomaíocht á fháil aige anois ó mhodh eile: glacadóir nialas-IF, ar a dtugtar glacadóir díreach tiontaithe glacadóra (DCR), An glacadóir homodyne nó glacadóir sioncrónach (Fíor 3). Anseo, tá minicíocht LO socraithe an-ghar do mhinicíocht iompróra RF an chomhartha atá ag teastáil. Tá an t-aschur measctha ag bonnbhanda láithreach agus ní theastaíonn céim IF uaidh.
Fíor 3: Úsáideann an modh nialas-IF LO atá an-ghar don chomhartha RF agus a dhíríonn go díreach ar an mbanda gan céim idirmheánach IF.
Cé go laghdaíonn an modh seo go teoiriciúil castacht an chiorcaid bhunúsaigh, cuireann sé dianriachtanais i bhfeidhm ar gach céim, lena n-áirítear raon dinimiciúil, seasmhacht, saobhadh, raon tiúnadh agus torann. I gcás roinnt feidhmchlár a roghnaíodh agus a dearadh go cúramach, is féidir le IC glacadóirí nialas-IF a dhéanamh iomaíoch nó níos fearr ná sár-ghlacadóirí le leibhéil IF.
2. Príomh-pharaiméadair meascthóra
Is féidir le meascthóirí a bheith éighníomhach (tógtha le dé-óidí de ghnáth) nó gairis ghníomhacha a úsáideann gnóthachan trasraitheora. Mar mhodúl feidhmiúil a bhailíonn comharthaí i mbanda minicíochta RF leathan agus a athraíonn go minicíocht sheasta IF é, tá go leor riachtanas ag meascthóirí leis. Soláthraíonn meascthóirí gníomhacha agus éighníomhacha teaglaim éagsúla de phríomh-pharaiméadair, agus tomhaistear gach ceann díobh i dB, mura luaitear a mhalairt:
Baineann an pointe idirghabhála tríú ordú nó an crosphointe ionchuir (IIP3 nó IP3) le héifeacht an mheascóra táirge neamhlíneach ar an gcomhartha aimplithe líneach de bharr théarma an táirge neamhlíneach tríú ordú. Úsáidtear dhá mhinicíocht tástála laistigh de bhanda an mheascóra chun an pointe idirghabhála tríú ordú a mheas; de ghnáth, bíonn na minicíochtaí tástála seo thart ar 20 go 30 kHz óna chéile. Léiríonn luach IP3 níos airde (i dBm) meascthóir níos fearr.
Is é caillteanas / gnóthachan tiontaithe an cóimheas idir cumhacht aschuir IF agus cumhacht ionchuir RF. Maidir le meascthóirí éighníomhacha, is é seo an caillteanas (dB diúltach) i gcónaí, idir -5 agus -10 dB de ghnáth. Cé gur tomhas é ar éifeachtúlacht meascthóir, ní hé an fhadhb anseo éifeachtúlacht an tsoláthair chumhachta DC, ach an leibhéal cumhachta RF réasúnta íseal a fheiceann an meascthóir aige.
Tá an figiúr torainn (NF) an-tábhachtach toisc go bhfuil sé mar thréith ag an torann a chuireann an meascthóir leis agus go bhfuil sé le feiceáil ag aschur IF. Is cúis imní é seo, mar nuair a chuirtear an torann in-bhanda leis an gcomhartha spéise, tá sé beagnach dodhéanta an comhartha a dhíchur, a scriosadh, an dí-dhathú a dhéanamh níos dúshlánaí, agus an ráta earráide giotán (BER) a laghdú. Is é an figiúr torainn tipiciúil idir 0.5 agus 3 dB.
Sainmhíníonn aonrú an méid a choisceann an meascthóir fuinneamh comhartha ionchuir RF nó LO ó aschur IF a bhaint amach, ar féidir leis an IF a scriosadh agus a shaobhadh agus fadhbanna agus earráidí dí-uiscithe a chur faoi deara. Is é an cóimheas idir ionchur RF nó LO agus aschur IF sceite.
Tomhaiseann an raon dinimiciúil an cóimheas idir an leibhéal comhartha uasta agus an leibhéal comhartha íosta is féidir leis an meascthóir a láimhseáil, agus soláthraíonn sé comhartha IF fós a chomhlíonann na sonraíochtaí. Ag brath ar an ionchur RF a bhfuil súil leis, d’fhéadfadh go mbeadh raon dinimiciúil meánach (50 dB) nó leathan dinimiciúil (100 dB) ag teastáil ón gcóras.
Níl iontu seo ach na paraiméadair feidhmíochta a bhaineann leis an meascthóir barr. I measc cuid eile tá diúltú íomhá, comhbhrú a fháil, fritháireamh DC agus pointe comhbhrú 1 dB.
3. Raon leathan meascthóirí atá ar fáil
Cuimsíonn díoltóirí meascthóirí díoltóirí analógacha traidisiúnta IC a bhfuil saineolas RF acu, chomh maith le díoltóirí RF-lárnacha a fhorbraíonn meascthóirí IC agus scoite. Ós rud é go bhféachann an dá ghrúpa seo ar fheidhmíocht meascthóir ó threonna difriúla, tá réimsí fócais éagsúla acu i dtéarmaí tosaíochtaí agus comhbhabhtálacha, chomh maith le gnéithe comónta.
Thug soláthróir IC ADI an ADL5350 isteach, ar meascthóir éighníomhach aonchríoch GaAs pHEMT é le aimplitheoir maolánach comhtháite LO (Fíor 4).
Fíor 4: Cuimsíonn an meascthóir éighníomhach ADL5350 aimplitheoir gníomhach LO chun oibriú agus riachtanais ghiniúint comhartha LO a shimpliú.
Is féidir leis an bhfeiste leathanbhanda seo minicíochtaí a láimhseáil ó 750 MHz go 4 GHz agus tá sé deartha do stáisiúin bonn ceallacha le cineálacha agus caighdeáin mhodhnúcháin éagsúla. Ligeann an maolán don úsáideoir LO leibhéal íseal a sholáthar, a shimplíonn an dearadh. Is é 6.8 dB an caillteanas tiontaithe, is é 6.5 dB an figiúr torainn, agus is é 3 dB an IP25. Mar gheall ar na minicíochtaí atá i gceist, úsáideann an ADL5350 pacáiste ar scála sliseanna 8 VFDFN nochtaithe. (Is féidir é a úsáid freisin don phróiseas forlíontach um uasghrádú, ach seo scéal eile.)
Soláthraíonn CEL (Saotharlann Oirthir California roimhe seo) sliseanna sileacain UPC2757 MMIC (micreathonn monolithic IC) d’ionchur RF ó 0.1 go 2.0 GHz agus IF ó 20 go 300 MHz (Fíor 6).
Fíor 6: Cuimsíonn sraith UPC2757 CEL meascthóirí gníomhacha bunúsacha le haghaidh ionchur RF idir 0.1 agus 2.0 GHz.
Tá UPC2757TB optamaithe le haghaidh tomhaltas ísealchumhachta, agus tá UPC2758TB optamaithe le haghaidh saobhadh íseal. Maidir le gach IC, is feidhm den mhinicíocht LO an gnóthachan tiontaithe (Fíor 7).
Fíor 7: Ní hionann gnóthachan tiontaithe MMIC UPC2757 CEL de réir mhinicíocht LO; soláthraíonn dhá phríomhbhall teaghlaigh roghanna bunúsacha maidir le tomhaltas cumhachta agus saobhadh.
Níl anseo ach dhá shampla. Tá meascthóirí ar fáil ó go leor soláthróirí; is féidir an trealamh a úsáid le haghaidh minicíochtaí éagsúla RF agus LO, chomh maith le leibhéil chumhachta agus paraiméadair feidhmíochta éagsúla. Liostaíonn próiseas cinnteoireachta an dearthóra na bunriachtanais mhinicíochta agus na luachanna riachtanacha d’airíonna meascthóra eile ar dtús, chomh maith le haon solúbthacht nó comhbhabhtáil a d’fhéadfadh a bheith ann in aon cheann de na fachtóirí seo.
Ár táirge eile:
