Směšovač s vysokým IP3 pro robustní VHF aplikace

Úvod

V poslední době jsme svědky zvýšeného zájmu o pásmo velmi vysokých frekvencí (VHF) v rozsahu od 30 do 300 MHz.

Televizní a rozhlasové vysílače, navigační prvky a amatérské radiostanice jsou jen zlomkem příkladů. Moderní rádiové aplikace multimediálních a datových komunikačních systémů se však zaměřují na mnohem vyšší kmitočtová pásma. Významný pokrok v oblasti technologií a výrobních procesů přitom musí splňovat stále náročnější požadavky na parametry obvodů nové generace. Použití těchto technik však vede ke zjednodušení návrhu vysokofrekvenčních aplikací a může výrazně zlepšit výkon.

Obvod LTC5567 je širokopásmový směšovač, speciálně navržený a optimalizovaný pro frekvenční pásmo od 300 MHz až do 4 GHz. Chcete-li vytvořit velmi kompaktní zařízení, potom obvod LTC5567 má integrovány rovněž RF a LO transformátory. Hodnota vstupního IP3, jako měřítko linearity přenosu, je pro LTC5567 vynikajících 30 dBm v jeho určeném frekvenčním rozsahu. Při použití v oblasti nižších frekvencí je však pro zachování linearity a převodního zisku vhodné použít vnější integrované transformátory. Díky velmi vysoké linearitě však stojí za to upravit návrh směšovacího obvodu a využít jeho špičkových vlastností i na nižších frekvencích VKV.

Návrh impedančního přizpůsobení

Na obr. 1 je příklad návrhu impedančního přizpůsobení obvodu LTC5567. V tabulce 1 jsou pak uvedeny doplňující hodnoty součástek pro dosažení nejlepších parametrů. K dispozici jsou samozřejmě i výsledky měření.

Obr. 1 Návrh VHF zařízení

Na obr. 2 je uveden graf závislosti zisku a IP3 vstupu směšovače LTC5567 v závislosti na vstupní frekvenci.

Obr. 2 Výsledky měření IP3 a zisku směšovače

Linearita směšovače stoupá spolu se vstupní frekvencí již od cca 150 MHz. Míra odrazu a stojatých vln na vstupu, pinu LO a výstupu je uvedena na obrázcích 3, 4 a 5. Hlavní výkon obvodu je nyní soustředěn do VHF pásma, na rozdíl od primárního určení obvodu s mnohem vyšší vstupní frekvencí. Výsledkem je návrh rádiového obvodu s vysokým IP3 a převodním ziskem při maximálním dynamickém rozsahu. Vysoký dynamický rozsah vede navíc ke zlepšení selektivity obvodu a minimalizuje rušení sousedních kanálů. Použití obvodu LTC5567 na ještě nižších frekvencích, tedy pod 150 MHz, je možné se sníženým převodním ziskem, které se ale nedoporučuje vzhledem k vysokým ztrátám integrovaného transformátoru.

Obr. 3 Ztráty ze stojatého vlnění na vstupu obvodu

Obr. 4 Ztráty ze stojatého vlnění na vstupu LO

Obr. 5 Ztráty na IF výstupu

Závěr

Obvody LTC5567 nabízejí velmi vysokou linearitu při použití v pásmu VHF a UHF frekvencí. Vysoké hodnoty IP3 a P1dB (viz tabulka 2) jsou tak vhodné pro profesionální rádiové systémy pracující v širokém frekvenčním rozsahu.

www.linear.com