第六章混频器3-2

6.2.3吉尔伯特双平衡混频器——模拟乘法器应用目的：改善混频器口间隔离不好的缺点电路特点：射频级为差分输入输出线性放大器本振级为双差分对开关中频输出口为平衡输出差分放大级Q2Q3输出电压23()IFLLviRiiR))(21(22tvkTqthiiLOc))(21(23tvkTqthiiLOc每只管子电流)(232tvkTqthiiiiLOc输出电流两只管子输出电流之差——可以抵消一些组合频率分量，减小失真差分对输出电流的近似)(232tvkTqthiiiiLOc双曲正切①信号小时——线性()()22LOLOqqthxxthvtvtkTkT分段线性②信号大时两段折线双向开关展开式：)(2tSLO244()coscos33LOLOLOSttt2()cLOiiSt双向开关输出电压oLviR13241243()()()()IIIiiiiiiiiiii)2(2521KTqvthiii)2(2634KTqvthiii)2(1065KTgvthIii)2()2(210KTqvthKTqvthIi结论：、非理想相乘1v2v按v1、v2的大小分三种情况来讨论该模拟乘法器输出。1.v1、v2均为小信号（、均小于26mV）mV1mV2结论：实现了输入电压v1、v2理想相乘输出频率)(21幅度成正比缺点：①输入信号动态范围小②乘积系数与温度T有关02)2(IKTq2120012()()()222qvqvqiIththIvvKTKTKTvKTqKTqvth22，输出电流简化为：近似2．一个为大信号，一个为小信号输出电流)()(22212210tSvgtSvKTqIim)2()2(210KTqvthKTqvthIi输出电流：为小信号1v大信号（V2m100mv）2v设Q1、Q2、Q3、Q4工作于开关状态)()2(222tSvKTqthQ5、Q6线性化11()22qvqvthKTKTv1与v2理想相乘项（）的电流幅度为：12mmmIVgVkTqII110222输出正比于与大信号幅度无关小信号幅度小信号放大级跨导输出电流频谱：21p（p=1，3，5…）输出电流)()(22212210tSvgtSvKTqIimGilbert乘法器构成双平衡混频器工作模式射频小信号本振大信号1RFvv2LOvv输出电流022()()2RFLOmRFLOqiIvStgvStKT输出电流频谱：LORFp（p=1，3，5…）问题：如何扩大的动态范围？1v双平衡混频器优点：RFLO①输出不含有射频和本振分量——口间隔离好②线性范围较大，（1）RF输入级是差分放大器，线性范围比单管大（2）输出采用双平衡，抵消了RF级的偶次失真项原因？扩大动态范围的方法1v——射极加负反馈电阻1156112()22EReEEvviiiRR差分输出电流与输入信号成正比11ERvv104TEVRI只要满足乘法器的输出电流562121()()22()2EqiiithvKTvqthvRKT结论：输出电流与输入电压v1成线性EEV1ER3.v1、v2均为大信号上、下两对差分对管均工作于开关状态)2()2(210KTqvthKTqvthIi)()(22120tStSIi输出电流频谱:12(21)(21)nm吉尔伯特模拟乘法器典型产品MC1596内部电路镜像电流源接反馈电阻接负载接偏置和输入信号本振输入射频信号输入混频器三个口的不平衡平衡的变换