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Como especificar misturadores RF: especificações do misturador RF

Como especificar misturadores RF: especificações do misturador RF


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O desempenho de um misturador RF pode ser um elemento fundamental na operação geral de um circuito ou sistema RF e a seleção do misturador correto é a chave para o design.

Embora muitos projetos usem pequenos mixers ativos no circuito geral, para muitos outros projetos os módulos de mixer de alto desempenho são a resposta. No entanto, para estes, a seleção do caminho certo é particularmente importante. Sob especificar e o desempenho de toda a unidade pode ser marginal. Especifique em excesso e os custos aumentam. Selecione o tipo errado e, embora seja de alto desempenho, não funcionará corretamente.

Selecionar o módulo de misturador RF correto é um estágio chave no design geral. Com muitas centenas ou milhares para escolher, e de uma variedade de fabricantes, um processo de seleção ordenado é essencial.

Fundamentos do RF Mixer

A maioria dos mixers usados ​​nos módulos de mixagem de RF tem a forma de um mixer passivo duplo balanceado. Eles usam um anel de diodo e transformadores correspondentes na forma de circuito mostrado abaixo.

Os três terminais são RF, LO e IF.

  • RF: Esta é a entrada usada para o sinal cuja frequência deve ser alterada. Normalmente é um sinal de baixo nível.
  • LO: Este é o sinal do oscilador local e está no nível especificado, superior ao da entrada de RF.
  • E SE: Esta é a porta de saída do mixer.

Existem várias decisões importantes a serem tomadas. Considerar isso ajudará a garantir que o tipo ideal de misturador seja selecionado ou escolhido.

Especificação do tipo de pacote do misturador

Esta decisão é uma das primeiras que podem ser feitas. A tecnologia de conexão e os requisitos serão conhecidos no início do projeto. Geralmente, existem três tipos de tipo de pacote:

  • Montagem em superfície: Este tipo de mixer é provavelmente o menor em termos de área e pode ser montado diretamente em uma placa de circuito impresso. São ideais quando todo o circuito ou sistema é baseado em placa de circuito impresso. No entanto, é necessário estar ciente de quaisquer restrições especiais de soldagem, especialmente em termos de temperatura de refluxo da solda, etc.
  • Conector: Em alguns casos, um misturador RF com conector será necessário. Freqüentemente, eles vêm com conexões BNC ou SMA, mas outros conectores podem ser solicitados, incluindo os tipos N ou TNC, mas tendem a ser menos comuns ou podem precisar ser solicitados conforme itens especiais. Eles tendem a ser usados ​​em sistemas baseados em rack maiores. É necessário levar em consideração o tamanho e o tipo de conector ao escolher essas opções. Considere também a forma como esses mixers serão montados mecanicamente, porque muitos fabricantes de mixers oferecem várias opções para isso.
  • Plugar: Esses misturadores são unidades montadas em orifícios. Eles têm pelo menos quatro pinos e isso permite que sejam conectados com segurança tanto elétrica quanto mecanicamente. Eles podem ser usados ​​em placas perfuradas. Normalmente, esses mixers têm pelo menos quatro pinos, um para cada uma das três linhas de sinal e um para o aterramento, embora muitos possam fornecer uma conexão de aterramento com cada porta de sinal.

Nível do oscilador local do misturador

O oscilador local ou nível de entrada LO é outro parâmetro importante a ser considerado. Pode ser um fator chave para determinar qual conjunto de mixers, ou o próprio mixer.

Quanto mais alto o nível de entrada do oscilador local, mais alto o nível de RF que pode ser acomodado sem problemas com distorção, etc. Normalmente, a entrada do oscilador local deve ser 10dB acima do sinal de RF mais alto previsto. Isso mantém o mixer funcionando dentro de sua faixa de operação linear.

Módulos de misturador tendem a ser especificados em vários níveis comuns, por exemplo, 7dBm, 10 dBM, 17 dBm, etc. Às vezes são chamados de mixers de nível 7, nível 10 ou nível 17. Outros valores estão disponíveis para esses misturadores dependendo da aplicação, mas esses níveis possivelmente formam os valores mais amplamente usados.

Infelizmente, os mixers de maior potência tendem a ser mais caros e ampliam o LO para o nível mais alto, portanto, geralmente há uma compensação entre desempenho e custo. Manter o nível de LO mais baixo não apenas manterá o custo baixo, mas também resultará em menor vazamento de LO dentro do sistema.

É melhor acionar esses mixers em níveis aproximadamente iguais à entrada necessária do inversor. Mais do que isso resultará em níveis maiores de vazamento de LO e outros parâmetros de desempenho podem cair.

Abaixo do nível necessário, o desempenho cai novamente, normalmente proporcionando um aumento na perda de conversão. Rodar um mixer com o oscilador local em cerca de -3dB do nível necessário pode aumentar a perda de conversão em 0,5dB ou mais. Além disso, o desempenho da intermodulação de terceira ordem pode ser ligeiramente degradado - o que não é surpreendente, uma vez que os diodos não serão comutados com tanta força.

Especificação do ponto de compressão do Mixer 1dM

O ponto de compressão de 1dB de um mixer é uma especificação muito importante quando se trata de sinais espúrios.

Um mixer ideal operaria linearmente, ou seja, para cada aumento de 1 dB no nível de entrada de RF, a saída da porta IF também aumentaria. No entanto, é alcançado um ponto em que a saída não consegue lidar com o sinal e começa a se nivelar. O ponto de compressão de 1 dB é o ponto em que a saída se desvia da curva linear em 1 dB, ou seja, é 1 dB menor do que a linha linear traçada. A especificação normalmente se refere ao nível de potência de entrada de RF no qual essa compressão ocorre.

O ponto de compressão de 1 dB é fácil de medir e fornece uma comparação útil entre o mixer para ver como é seu desempenho de alto nível. Obviamente, para sinais de alto nível, quanto maior o ponto de compressão de 1 dB, melhor.

O ponto de compressão de 1 dB também está vinculado a outros parâmetros do mixer.

Especificação máxima de potência da porta RF

Em qualquer projeto, um orçamento de potência pode ser preparado mostrando os níveis de potência em diferentes estágios. Sabendo como o nível de potência varia, geralmente é possível determinar com precisão o nível de potência máxima que entra na porta RF do mixer.

Com o conhecimento desta figura, selecionar o mixer necessário é simplesmente um caso de escolher o mixer cujo ponto de compressão de 1 dB excede este valor.

Em termos de entradas onde os níveis de sinal variam em uma faixa muito ampla, é muito importante garantir que o nível não exceda um valor seguro. Isso pode ser exemplificado em que uma das principais áreas de problema em alguns analisadores de espectro mais antigos sem proteção automática de entrada era a destruição do mixer de entrada quando os sinais de alto nível eram aplicados quando o engenheiro se esquecia de colocar um atenuador no circuito.

Alcance de frequência

Embora os mixers tendam a suportar operação de banda larga, a faixa de frequência real a ser usada deve obviamente ser coberta pelo mixer. Novamente, se o mixer estiver superespecificado em termos de largura de banda e frequência superior, os custos podem ser maiores do que o necessário.

Normalmente, é uma boa prática selecionar um mixer onde a faixa de frequência de banda média cobre a faixa de operação pretendida.

Dito isso, o desempenho de muitos mixers se estende para fora de suas faixas especificadas, embora com algum grau crescente de degradação quanto mais fora da faixa de operação a frequência estiver.


Assista o vídeo: AULA 47 EXTRA: Parâmetros de Sinal alternado - Circuitos Elétricos (Pode 2022).