平衡混频器介绍
一、单平衡混频器介绍
单平衡混频器用于抑制可能与LO(共模或噪声抑制)一起出现的射频和噪声能量。此外，单平衡混频器电路特别容易偏置和监测二极管电流。
二极管混频器或非平衡混频器，通常用于那些可调谐或固定带通滤波器能够很容易地分离耦合在二极管中的LO，RF和IF能量的经济型的接收机前端。早期的宽带接收机使用2个二极管在一个单平衡混频器线路中，90°混合线路，用于将 RF和LO功率耦合到一对二极管，这种技术允许重叠的LO和RF带宽没有滤波器，但隔离取决于二极管阻抗匹配的程度。180°混合平衡混频器解决这个问题。
二、单平衡混频器/双平衡混频器和三平衡混频器比较本文比较单平衡混频器、双平衡混频器和三平衡混频器。射频混频器有两个主要分类，无源混频器和有源混频器。无源混频器用二极管制作，有源混频器使用双极晶体管（BJTs）或场效应晶体管（FETs）。可参照射频混频器基础相关内容。
1. 非平衡混频器（单端）
上图描述了非平衡混频器（单端），用了一个非线性二级管。为了获得最佳性能，即最大的转换增益，LO节点应该在RF和IF频率短路。RF节点为了保护LO泄露到RF端，应该在LO频率上短路。
• 优点：这对在毫米波频段的超高频，非常有用。它设计非常简单，并且可以获得较宽的带宽。
• 缺点：他不会衰减LO AM噪声，并需要加滤波器。
如上所述，不平衡混频器允许大量不需要的LO和RF信号。需要昂贵的滤波器移除它们。而且，在设计中使用这些滤波器是不方便的。为了避免不平衡滤波器的这些缺点，所以产生了RF平衡型滤波器。
相比非平衡混频器，平衡混频器有如下好处：
• 移除寄生响应和互调产物
• 更好的LO-RF，RF-IF，LO-IF隔离
• 移除前面提到的LO AM噪声
2. 平衡混频器又可分为如下三类：
单平衡混频器
双平衡混频器
双-双平衡混频器/三平衡混频器
上图所示三平衡混频器，使用两个双平衡混频器在一个推挽线路中驱动。这种线路也称为三平衡混频器。它的主要特征是：
• RF、LO和IF频段重叠
• 寄生抑制
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混频器类型 |
优点 |
缺点 |
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单平衡 |
在IF输出端提供（20~30 dB）LO或RF隔离 根据具体配置排除某些混频器的杂散产物 抑制LO幅度调制（AM）噪声 |
需要一个更高的LO驱动电平 |
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双平衡 |
LO和RF都提供平衡线路，在IF输出端同时提供LO和RF隔离 混频器的所有端口彼此固有的隔离 比单平衡混频器具有更优的线性度 抑制杂散产物（LO和/或RF的所有偶数阶都被抑制） 信号RF（约7dB）的合理转换损耗。 除了转换产生的损耗外，不消耗额外电力 具有宽带的性质，因此适合于多波段设计 高截取点 |
需要更高的LO驱动电平 需要两个平衡转换器 相对高的噪声系数，大约于转换损耗相同 端口对反应终端高敏感度 二极管需要很好的匹配 输电线路变压器在设计和施工中需要高度重视。实际的施工将决定带宽 |
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三平衡 |
提高线性度 |
更为复杂，（3个平衡转换器和8个二极管） LO驱动必须提供更高的电平 |
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