集成RF混頻器與無源混頻器方案的性能比較

　　將MAX9993的典型指標作為PCS和UMTS頻帶的典型參數(shù)：

　　Gsys=系統(tǒng)總增益=+8.5dB
　　NFsys=系統(tǒng)噪聲系數(shù)=9.5dB
　　IIP3sys=系統(tǒng)輸入三階截點=+23.5dBm
　　OIP3sys=系統(tǒng)輸出三階截點=+32dBm

　　所需中頻放大器增益

　　由下式確定中頻放大器的增益：

　　Gsys=8.5dB=G1+G2，由此解得G2，
　　G2=Gsys-G1=8.5dB-(-7.5dB)=16dB

　　所需中頻放大器噪聲系數(shù)

　　為了得到9.5dB的串聯(lián)噪聲系數(shù)，假定無源混頻器的噪聲系數(shù)等于7.5dB，使用通用的串聯(lián)噪聲系數(shù)方程可求得所要求的中頻放大器噪聲系數(shù)，其中，噪聲系數(shù)(以dB為單位)等于10×log(噪聲系數(shù))。

　　NFsys=9.5dB=10×log(系統(tǒng)噪聲系數(shù))
　　=10×log(Fsys)
　　=10×log(F1+(F2-1)/G1)

　　用下式求解NF2：

　　NF2=10×log((Fsys-F1)×G1+1)
　　=10×log((10^(9.5/10)-10^(7.5/10))×(10^(-7.5/10))+1)
　　=10×log((8.91-5.62)×0.18+1)
　　=10×log(1.59)
　　=2dB

　　所需中頻放大器三階截點

　　使用串聯(lián)輸入截點方程確定中頻放大器的輸入三階截。

　　IIP3sys(dBm)=+23.5dBm
　　=10×log(IIP3值)
　　=10×log(1/(1/10^(IIP31/10)+10^(G1/10)/10^(IIP32/10)))

　　求解以確定中頻放大電路所要求的三階截點：

　　IIP32(dBm)=10×log(10^(G1/10)×(1/(1/10^(IIP3sys/10)-1/10^(IIP31/10))))
　　=10×log(10^(-7.5/10)×(1/(1/10^(23.5/10)-1/10^(29/10))))
　　=17.5dBm

　　由可得到放大器的輸出三階截點如下：

　　OIP32(dBm)=OIP32+G2
　　=+17.5dBm+16dB
　　=+33.5dBm

　　串聯(lián)結(jié)果

　　圖3總結(jié)了等效的串聯(lián)參數(shù)：　　

 

　　由計算所得的中頻放大器參數(shù)可知，要找到一個具有16dB增益和2dB噪聲系數(shù)的中頻放大器非常困難，而且使用該分立方案不能達到MAX9993所具備的二階線性指標。另外，還至少需要一個或兩個外部本振放大器，以產(chǎn)生Mini-CircuitsHJK-19MH混頻器所要求的+13dBm本振驅(qū)動電平。

　　結(jié)論

　　設(shè)計接收機時，設(shè)計人員在選擇集成混頻器方案時會顧及到計算分立方案的等效串聯(lián)指標，而后將其與Maxim的集成混頻器比較。本文明確給出了集成混頻器方案與分立混頻器方案相比所具備的優(yōu)點。比較兩種方案時，必須考慮的重要參數(shù)包括：變頻增益、噪聲系數(shù)和線性度(主要是二階和三階)。本應(yīng)用筆記也給出了計算串聯(lián)參數(shù)的正確方法。