مقاله طراحي ميكسرها و كاربردهاي آنها

 nx دارای 93 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است فایل ورد nx  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد. این پروژه توسط مرکز nx2 آماده و تنظیم شده است توجه : در صورت  مشاهده  بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي nx،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد بخشی از متن nx : طراحی میكسرها و كاربردهای آنها مقدمه:در طراحی گیرنده معمولاً از مدار آشكارساز استفاده می كنیم. بیشتر مدارهای آشكارساز در حضور نویز یا سیگنالهای تداخلی به خوبی عمل نمی كنند و بسیاری از آنها در صورت كمتر بودن دامنه سیگنال ورودی از چند ولت اصلا كار نمی كنند در صورتی كه سیگنال مطلوب در ورودی گیرنده ممكن است شدت میدانی در حدود میكرولت/متر داشته باشد. در صورتیكه rms نویز و شدت سیگنال تداخلی آنتن در حد ولت/متر است. واضح است كه هم بهره و هم قدرت انتخاب در جلوی آشكارساز موردنیاز است. در قسمت گیرنده چون خیلی ضعیف است و دارای نویز نیز می‎باشد و مدوله شده هم است. بنابراین یك تقویت كننده قرار می‎دهیم كه هم سیگنال دریافتی را تقویت كند و هم نویز را از بین ببرد. چون دامنه سیگنال ورودی در حدود میكروولت است و ما دامنه ای در حدود ولت داریم بنابراین بهره تقویت كننده باید حدود 106 باشد. بعد از تقویت كننده باید یك فیلتر قرار دهیم تا سیگنال نامطلوب را از بین ببریم.ساختن مداری به این صورت دو مشكل دارد: 1- ساختن فیلتری كه بر روی فركانسهای و … باشد و دارای گین موردنظر باشد مشكل است. یعنی این فیلتر نمی تواند روی باندی وسیع از فركانسها قرار بگیرد.2- اگر مدار گین بالا داشته باشد و دارای باند باریك نیز باشد به صورت زیر اگر ترانزیستور بتواند با یك حلقه درست كند این مدار شروع به نوسان می‌كند و در ورودی و قبل از تقویت كننده یك موج سینوسی مستقل از فركانس داریم كه اصلا فركانس در آن دخالت ندارد.فرض كنید آشكارساز یك مدار RC باشد. شكل (1)یك رابطه باید بین RC و فركانسها برقرار باشد تا این مدار آشكارساز پوش باشد. یعنی آشكارسازی این مدار بر فركانس vI و فركانس carrier بستگی دارد. طراحی آشكارساز بستگی به فركانس carrier دارد و طراحی آن بر روی باند وسیعی از فركانس محال است.ایده: خواسته شد كه فیلتر و تقویت كننده بر روی یك فركانس یكسان ساخته شوند. بنابراین متوجه می شویم كه مشكلات مهمی كه در تقویت كننده فركانس حامل یا RF برگیرنده فركانس ثابت وجود دارند عبارتند از:1- كنترل نویز خروجی چنانچه به حد كافی از سطح سیگنال ورودی كمتر باشد.2- كنترل غیرخطی عنصر فعال برای جلوگیری از اعوجاج سیگنال و برهم كنش با سیگنال ناخواسته.3- برای جلوگیری از نوسان تقویت كننده باند باریك بهره- بالای طبقه آخر.علاوه بر مشكلات فوق باید بتوانیم روی باند وسیعی از فركانس طراحی كنیم. در ابتدا تصمیم گرفته شد كه آشكارساز و كل بهره و قابلیت انتخاب همگی براساس فركانس- ثابت باشند و همه سیگنالهای مدوله شده ورودی را به یك فركانس میانی یا IF كه ثابت است انتقال دهیم كه برای این كار یك گیرنده سوپرهترودین پیشنهاد شد. این گیرنده شامل Mixer است.ویژگیهای اساسی میكسرها: میكسرها عموماً برای مالتی پلكس كردن سیگنالهایی با فركانسهای مختلف در انتقال فركانسی به كار می رود.با توجه به اینكه سیگنالهای RF ورودی در فاصله بسیار نزدیك و متراكم قرار دارند برای فیلتر كردن سیگنال مطلوب به یك فیلتر با Q بسیار بالا نیاز داریم. اما اگر فركانس سیگنال RF بتواند كاهش یابد یا در میان سیستمهای مخابراتی down convert شده خیلی بیشتر قابل كنترل خواهد بود.یكی از بهترین سیستمهای شناخته شده down convert گیرنده سوپر هیترودین است كه در شكل (2) نمای كلی آن آمده است. شكل (2) گیرنده سوپرهیترودین شامل میكسربعد از دریافت سیگنال RF به وسیله آنتن و تقویت در تقویت كننده (LNA) low- noise یك میكسر كه وظیفه آن ضرب سیگنال ورودی كه بر روی فركانس fRF متمركز شده با یك سیگنال از اسیلاتور محلی با فركانس مركزی fLO می‎باشد. سیگنالی كه بعد از میكسر حاصل می‎شود شامل فركانسهای می‎باشد. و بعد از عبور از یك فیلتر پائین گذر سیگنالی با فركانس پائین تر یعنی به دست می‎آید كه این سیگنال را با عنوان فركانس میانی (IF) نشان می دهند. كه این سیگنال برای پروسه های دیگری مورد استفاده قرار می‎گیرد. دو عضو اساسی در میكسرها عبارتند از تركیب كننده و آشكارساز. تركیب كننده می‎تواند از یك تزویجگر جهت دار (directional coupler) با زاویه 90 درجه (یا 180 درجه) استفاده كند.آشكارسازهای قدیمی یك دیود تنها را به عنوان عنصر غیرخطی به كار می بردند. اما دیودهای دوبل غیرموازی و تركیبات دیودی تعادلی دوبل بیشتر استفاده می‎شود.علاوه بر دیودها، میكسرهای MOSFET , BJT با عدد نویز پائین و گین تبدیل بالا در باند X طراحی شده اند.اما مشكلاتی كه گیرنده سوپر هیترودین اضافه می‌كند عبارتند از: – میكسر و نوسان كننده محلی را باید طراحی نمود و نوسان كننده محلی باید مدارهای غیرخطی جلوی میكسر را تعقیب كند.– چون غالباً میكسرها نویز بیشتری نسبت به تقویت كننده ها تولید می‌كنند و چون با توجه به طبیعتشان دارای خواص غیرخطی هستند حتما نیاز به تقویت كننده RF در جلوی میكسر داریم.المانهای اساسی قبل از وارد شدن به طراحی مدار میكسر، قابلیت یك میكسر را با در نظر گرفتن اینكه میكسر دو فركانس در ورودی را گرفته و یك فركانس كه از حاصل ضرب دو سیگنال ورودی به وجود می‎آید مختصراً مرور كنیم.به روشنی مشخص است كه یك سیستم خطی نمی تواند تمام وظایف را برآورده كند و ما نیاز به انتخاب یك وسیله غیرخطی مثل دیود، FET یا BJT داریم كه بتوانند حاصل ضرب هارمونیكها را تولید كند. شكل (3) ترتیب قرار گرفتن سیستم یك میكسر متصل به سیگنال RF را شرح می‎دهد. VRF(t) و سیگنال اسیلاتور محلی VLO(t) كه به عنوان سیگنال PWMP شناخته می‎شود نشان داده شده است. شكل (3): المانهای اساسی میكسر در سیگنال به كار گرفته شده در ورودی برای تولید یك سیگنال در خروجی به كار می روند.دیده می‎شود كه سیگنال ورودی RF با سیگنال LO تركیب شده و یك وسیله نیمه هادی (دیود، ترانزیستور یا FET) را تغذیه می‌كند. كه این ادوات شامل كاراكترهای انتقال غیرخطی می باشند. و جریان خروجی را برای بار تولید می‌كنند.جریان خروجی برای دیود و BJT دارای خواص توانی است. و برای MESFET یك رفتار مربعی داریم: كه در اینجا جریان I همان جریان درین و V ولتاژ گیت- سورس است كه برای سادگی از نوشتن آنها صرفنظر شده است.ولتاژ ورودی یعنی ولتاژ اعمالی بر دو سر دیود یا ولتاژ بیس- امیتر و یا ولتاژ گیت- سورس مجموع دو سیگنال LO , RF است كه داریم VRF=VRF Cos(wRFt) و سیگنال LO : VLO=VLO Cos(wLOt) و یك بایاس VQ (1)وقتی این ولتاژ به ورودی نیمه هادی ها داده شود جریان خروجی كه می‎توان آنرا را به وسیله سری تیلور بیان كرد، حاصل خواهد شد- بسط تیلور در نقطه Q نوشته خواهد شد(2) كه ثابتهای B,A بر صورت بیان می‌شود. با صرفنظر كردن از بایاس IQ,VQ و استفاده از دو معادله (1) و (2) داریم:(3) فاكتورهای متشكل از Cos2 می‌توانند با توجه به فرمول بازنویسی شود. كه در این صورت ترمهای 2WLOT, 2WRFT را وارد كنید در این صورت معادله (3) به صورت زیر تبدیل خواهد شد. بنابراین با توجه به استدلال بالا بر این نتیجه می‌رسیم كه عملكرد غیرخطی دیود یا ترانزیستور می‌تواند مولفه‌های فركانسی جدیدی را تولید كند. همچنین دامنه تغییرات نیز VRF,VLO خواهد شد. B نیز یك فاكتور وابسته به وسیله است.معادله (4) یك سری تیلور است كه تنها ترم دوم یعنی V2B در آن وجود دارد. و ترمهای سوم مثل V3C چشم‌پوشی شده است. برای دیودها و BJTها ترمهای هارفونیكی بالاتر می‌تواند روی عملكرد سیستم اثر بگذارد. بنابراین استفاده از درجه دوم در سری تبلور تنها در FETها استفاده می‌شود. بنابراین FETها تمایل كمتری برای تولید هارمونیكهای بالاتر دارند. تكنیك‌های میكسر كردن:بنابراین آنچه تا اینجا متوجه شدیم این است كه هر ضرب كننده‌ای كه بعد از آن یك فیلتر میان‌گذر مناسب قرار بگیرد به عنوان Mixer به كار می‌رود. چون ورودی نوسان كننده محلی دامنه‌ای ثابت دارد، برای ساختن میكسر لازم نیست ضرب كننده ایده‌آل داشته باشیم و در مدار میكسر كه امروزه كاربرد بیشتری دارد، ترانزیستور اثر میدان و ترانزیستور دوقطبی هستند. در هر دو حالت سیگنال ورودی و ولتاژ نوسان كننده محلی بر ولتاژ بایاس dc اضافه می‌شوند تا ولتاژ گیت، سورس یا بیس امیتر كلی حاصل شود. سپس این سیگنال از یك عنصر غیرخطی عبور می‌كند تا فركانسهای مجموع و تفاضلی مطلوب ایجاد شود.مثال: انتخاب فركانس اسیلاتور محلی. كانال RF با فركانس مركزی 18 GHZ و پهنای باند 20MHZ و یك IF با فركانس 200MHZ داریم. مقدار مناسب FLO را به دست بیاورید. ضریب كیفیت Q و فیلتر bandpass در حالی كه downconversion موجود نباشد را به دست بیاورید در حالت دوم Q را نیز محاسبه كنید.حل: با استفاده از میكسر RF و فركانس LO در عناصر غیرخطی فركانس IF به دو صورت زیر حاصل می‌شود.(1) FIF = RRF – FLO(2) FIF = FLO – FRFكه این در معادله بستگی بر این دارد كه FLO یا FRF كدامیك بزرگتر باشند.چون 02 GHZ = FIF و FRF = 1.89 GHZ داریم.FLO = FRF – FIF = 1.69GHZیاFLO = FRF + FIF = 2.09 GHZهر دوی این اعداد به دست آمده مهم هستند و بر یك اندازه استفاده می‌شوند.وقتی FRF > FLO باشد میكسر را low – side- injection می‌نامیم. و هنگامی كه FRF < FLO باشد طراحی را high- side- injection می‌نامیم. و حالت اول را معمولاً ترجیح می‌دهیم. چون فركانس‌های LO پائین‌تر برای تولید و عملكرد راحت‌تر هستند. بنابراین بعد از down-conversion سیگنال پهنای باند BW = 20 MHZ در فركانس مركزی FR2 = 1.89 QHZ را دارا است. بنابراین با داشتن یك فیلتر مناسب با ضریب كیفیت می‌توانیم از این سیگنال به خوبی استفاده كنیم. اما بعد از downconversion پهنای باند سیگنال عوض نمی‌شود. اما فركانس مركزی FIF = 200 MHZ شیفت پیدامی‌كند. بنابراین نیاز به یك متغیر band pass با ضریب كیفیت وجود دارد.این مثال نشان می‌دهد در جائی كه ضریب كیفیت فیلتر به كار رفته كم است نیاز به یك میكسر كه سیگنال RF آن به صورت down converted شده است داریم.نكات قابل توجه درباره حوزه فركانسی: فرض كنید كه فركانس زاویه‌ای RF بر روی WRF قرار گرفته است. در مؤلفه فركانس كه هر كدام به اندازه WW در بالا و پائین WRF واقع شده‌اند وجود دارد. سیگنال LO از یك مولفه سیگنال در WLO تشكیل شده است. بعد از عمل كردن میكسر مطابق شكل (4) یك طیف فركانس كه مؤلفه‌های فركانسی up converted و down converted را دارد تشكیل شده است. شكل (4) این پروسه را توضیح می‌دهد. پروسه upconversion بر مدولاسیون در فرستنده وابسته است. چون downconversion بر گیرنده مربوط است. Lower side band or LSB (WRF- WLO) upper side band or USB (WRF + WLO) dowble side band or DSB (WRF+WLO OR WRF – WLO) شكل (4) پاسخ طیفی از عملكرد میكسرهاسؤال مهم در اینجا این است كه چند فركانسی باید در LO قرار بگیرد تا فركانس RF به سطح IF مناسب شیفت پیدا كند.و یك مسئله دیگر مشكل تبدیل فركانسهای تصویر بر رنج فركانسی down conerted و شبیه به آن است. برای فهمیدن این مسئله فرض كنید كه سیگنال RF در down converted به یك سیگنال با فركانس LO داده شود.بر شكل (5) توجه كنید. شكل (5)- شكل فركانس تصویر.همان طور كه در شكل می‌بینید فرض كنید یك سیگنال با فرض WRF و یك سیگنال ناخواسته با فركانس WIM داریم بنابراین:MIM – WLO = (WLO – WIF) – WLO = – WIFپس از عبور از ضرب كننده چون Cos (WIFT), Cos (WIFT) با یكدیگر برابر است فركانس تصویر ناخواسته بر روی فركانس سیگنال مطلوب قرار می‌گیرد.برای جلوگیری كردن از این مشكل یعنی وجود سیگنالهای تصویر نامطلوب می‌توانیم دامنه این سیگنال را بزرگتر از سیگنال RF انتخاب می‌كنیم. كه این كار به وسیله یك فیلتر تصویر كه قبل از میكسر برای جلوگیری از این اثر وجود دارد انجام می‌شود. طیفی كه بر این صورت تولید می‌شود مطمئن بوده و سیگنال نامطلوب در آن وجود ندارد.مشكل اصلی برای طراحی میكسرها همین است كه بر گونه‌ای طراحی شود كه سیگنال نامطلوب را از بین ببرد. طراحی میكسر single- endedیك نمونه میكسر با مینیمم كارائی، طرح single- ended می‌باشد كه مطابق شكل 6-a شامل یك دیود شاتكی می‌باشد منابع LO, RF، یك دیود شاتكی و یك مدار تشدید تنظیم شده برای سیگنال IF مورد نظر را كه به خوبی بایاس شده‌اند تغذیه می‌نمایند. شكل 6-b یك طرح بهبود یافته شامل یك FET را كه بر خلاف دیود قادر به تقویت سیگنالهای RF ورودی LO می‌باشد را نشان می‌دهد. در هر دو حالت سیگنال RF, LO مركب بر یك المان غیرخطی با تابع مشخصه نمائی (دیود) و یا تقریباً مربعی (FET) اعمال می‌شود كه در ادامه به یك فیلتر band pass برای ایزوله كردن سیگنال IF ختم می‌شود. شكل (6) دو نوع میكسر single- endedدو طرح بسیار متفاوت میكسر به ما اجازه می‌دهد كه تعدادی از پارامترهائی كه موقع گسترده ساختن طرحهای ساده اهمیت می‌یابند را مقایسه كنیم. این پارامترها عبارتند از:1- تلفات تبدیل یا بهره بین توان سیگنال RF, IF2- شكل نویز3- ایزولاسیون بین پورت LO. RF4- غیر خطی بودنتا زمانی كه سیگنالهای RF و LO در شكل از نظر الكتریكی از هم جدا نشده‌اند، این نظر وجود دارد كه سیگنال LO با ورودی RF تداخل نماید كه این می‌تواند ناشی از تشعشع بخشی از انرژی سیگنال LO روی آنتن گیرنده باشد.طرح FET نشان داده شده در شكل 6-b نه تنها ایزولاسیون RF و LO را ممكن می‌سازد، بلكه از آنجا تقویت سیگنال و تلفات تبدیل پائین را فراهم می‌كند. تلفات تبدیل (CL) یك میكسر عموماً برحسب dB تعریف می‌شود كه نسبت توان ورودی داده شده به توان IF به دست آمده می‌باشد. در مواقع استفاده از FET, BJT ترجیحاً باید یك بهره تبدیل (CG) اختصاص دهیم كه به صورت نسبت عكس توان تعریف می‌شود. هم‌چنین شكل نویز یك میكسر عموماً به صورت تعریف می‌شود كه در آن CG همان بهره تبدیل و Pnowt توان نویز در خروجی ناشی از سیگنال RF ورودی و در پورت ورودی Pnin, RF توان نهائی نویز در IF می‌باشند. FET معمولاً نویزپذیری كمتری نسبت به BJT دارد و به علت دارا بودن مشخصه تبدیل تقریباً مربعی، نفوذ ترمهای غیرخطی كاهش می‌یابد. در عوض زمانیكه بهره تبدیل بالا و شرایط ولتاژ بایاس پائین (مثلاً در سیستمهای متكی بر باتری) مورد نیاز است BJT به كار می‌رود.غیرخطی بودن به طور عادی در زمینه‌های فشردگی تبدیل اغتشاش مدولاتور داخلی (IMD) سنجیده می‌شود. فشردگی تبدیل بر این حقیقت مربوط می‌شود كه توان خروجی IF به عنوان تابعی از توان ورودی IF از یك نقطه مشخص روی منحنی خطی شروع بر انحراف می‌نماید. نقطه‌ای كه این انحراف به 1dB می‌رسد مشخصه اجرائی یك میكسر نوعی می‌باشد. مشابه آنچه تاكنون در بحث تقویت كننده‌ها مواجه شده‌ایم اغتشاش مدولاسیون داخلی وابسته به بخش فركانس دوم ورودی RF می‌باشد كه شروع به اغتشاش می‌نماید. برای كوچك كردن این اثر یك آزمایش نوعی به كار می‌بریم.اگر FRF سیگنال مطلوب مورد نظر و F2 فركانس ورودی دوم باشد آنگاه عامل میكس یك جزء فركانسی تولید می‌كند كه علامت تبدیل بالا و پائین را مشخص كنید. اثر این مدولاسیون داخلی می‌تواند در گراف (7) نشان داده شود. نقطه جدائی میان پاسخ خطی خروجی و پاسخ مرتبه سوم IMD یك فصل مشترك از تابعیتی است كه توانائی یك میكسر را برای مانع شدن از این اثر نشان می‌دهد. شكل (7) پروسه تبدیل و مدولاسیون در میكسرتعاریف دیگر در مورد میكسر عبارتند از: اغتشاش تولید شده داخلی میكسر كه تحت عنوان هارمونیك IMD تعریف می‌شود. ایزولاسیون بین ورودیهای RF, IF می‌باشد كه به صورت مستقیم تحت تأثیر تركیب كننده (كوپل كننده هایبرید) قرار دارد و رنج دینامیكی كه رنج دامنه‌ای است كه هیچ كاهش عملكردی در آن اتفاق نمی‌افتد.طراحی مدار یك میكسر RF همان بحث‌های انجام شده در تقویت كننده RF را دنبال می‌كند. ورودی‌های LO, RF یك ترانزیستور یا دیور بایاس شده را تغذیه می‌كنند. توجه به این نكته ضروری است كه تفاوت بسیار زیادی بین فركانس LO, RF در طرف ورودی و IF در طرف خروجی وجود دارد. از آنجائی كه هر دو طرف باید به امپدانس خط تطبیق شوند. امپرانسهای ورودی و خروجی ترانزیستور و یا پارامترهای S در این فركانس باید مشخص شوند. به علاوه برای كاهش تداخل در طرف خروجی وسیله، مهم است كه ورودی برای IF اتصال كوتاه كنیم و برعكس خروجی را برای RF مطابق شكل (8) شكل (8) نمای كلی طراحی میكسر single-ended در حالت عمومیدر كنار هم قرار دادن این ملزومات به عنوان بخشی از شبكه تطبیق همیشه كار ساده‌ای نیست.شرایط اتصال كوتاه ذكر شده در حالت كلی، رفتار توانزیستور را در مكانیزم فیزبك داخلی تحت تأثیر قرار می‌دهد. به طور ایده‌آل باید براساس شرایط خروجی اتصال كوتاه به دست آید و مشابهاً نیاز به یك سری شرایط ورودی اتصال كوتاه شده دارد. به طور عمده یك مقاومت بار اضافی به خروجی وصل می‌شود تابهره تبدیل را تنظیم نماید. در مثال بعدی مراحل طراحی تشریح شده است.مثال: طراحی یك مدار BJT در حالت single- endedبرای مدار نشان داده شده در تصویر (9) مقادیر R2 ,R1 را به گونه‌ای محاسبه كنید كه شرایط بایاسینگ با مقادیر داده شده در شكل را ارضاء كند. شكل (9) شبكه با پاس DC برای طراحی میكسر BJT.با استفاده از این شبكه به عنوان نقطه شروع یك میكسر low-side-injuction برای فركانس RF برابر با 1900 MZ و فركانس 200MHZ طراحی كنید.امپدانس خروجی BJT در فركانس IF هنگامیكه ورودی را اتصال كوتاه كرده‌ایم. یعنی zout = (677.7-j232H) و امپدانس ورودی در فركانس RF هنگامیكه خروجی اتصال كوتاه شده است برابر Zin = (77.9-j130.6) می‌باشد. حل: از آنجائی كه ولتاژی كه بر روی R2 افت می كند برابر تفاضل Vce, Vcc است و نیز جریان عبوری از R2 برابر مجموع جریان‌های IB یعنی جریان بیس و Ic: جریان كلكتور است بنابراین R2 به شكل زیر محاسبه می‌شود. به طور مشابه برای مقاومت R1 مقدار VCE – VBE بر جریان بیس تقسیم می‌شود. قبل از شروع طراحی باید به این نكته توجه كنیم سیگنال LO را باید چگونه در نظر بگیریم؟ساده‌ترین شكل این مدار بر این صورت است كه منبع LO به صورت مستقیم از طریق یك خازن كوپلاژ به بیس ترانزیستور متصل گردد مانند شكل (10).مقدار خازن CLO باید به حد كافی كوچك در نظر گرفته شود تا به گونه‌ای از كوپلینگ بین سیگنال RF و منبع LO جلوگیری كند.ما به طور فرضی مقدار CLO = 0.2 PF را در نظر می‌گیریم. حال RLRF به شكل زیر محاسبه می‌گردد. متأسفانه فركانس LO بسیار به فركانس FRF نزدیك است. بنابراین با انتخاب چنین خازنی نه تنها سینگال RF بلكه سیگنال LO نیز كاهش می‌یابد. ما می‌توانیم مقدار تضعیف ILRF ناشی از این خازن را در فركانس FLO = FRF – FIF بر صورت زیر محاسبه كنیم. بنابراین اگر منبع LO‌ ، -20dBM خروجی داشته باشد فقط -336 dBM به ترانزیستور می‌رسد. البته این افت بالای توان قابل توجه به نظر می‌رسد. چون ما می‌توانیم این را بر وسیله اسیلاتور محلی تأمین كنیم.وجود Llo, CLO باعث می‌شود كه امپدانس ورودی تغییر كند. مقدار جدید امپدانس ورودی (zin) با موازی كردن CLO, ZLO با امپدانس روودی ترانزیستوری كه منبع LO را بر آن متصل كرده‌ایم به صورت زیر محاسبه می‌شود. امپدانس خروجی تغییر نمی‌كند. چون ما برای محاسبه امپدانس خروجی، ورودی را اتصال كوتاه می‌كنیم. با دانستن مقدار zin ما می‌توانیم در طراحی جدید یك شبكه تطبیق قرار دهیم.یكی از توپولوژیهای ممكن كه می توانیم بر این منظور در نظر بگیریم استفاده از خازنهای سری مطابق شكل (11) است. بدین طریق كه بلوك را اضافه می‌كنیم تا در اتصال كوتاه DC به زمین جلوگیری كنیم. شكل (10) منابع میكسر BJT برای IF, RF شكل (11) شبكه matching ورودی برای میكسر BJT در حالت single-ended چندین تبدیل مختلف وجود دارد كه می‌تواند در شكل (11) به كار رود. در ابتدا باید توجه كرد كه به جای بایاس كردن بیس ترانزیستور با استفاده از RFC می‌توانیم R1 را مستقیماً به كنتاكتهای میان CB1, L1 متصل كنیم. در این مورد ما به آرامی بیس ترانزیستور را از طریق L1 و ادامه دادن ایزولاسیون سیگنال RF از تغذیه DC (با زمین كردن RF بوسیله CB1) بایاس می‌كنیم.وظیفه دیگر شبكه تطبیق این است كه شرایط اتصال كوتاه را برای IF فراهم كند حتی با وجود اینكه امپدانس سلف L1 در فركانس IF نسبتاً كوچك است، ما می‌توانیم آن را با انتخاب مقداری برای CB1 به طوریكه L1-CB1 در فركانس IF یك تشدید سری به وجود آورند كه به آرامی كاهش دهیم. برای مثال اگر ما CB1 را 120pF انتخاب كنیم ما یك مدار اتصال كوتاه قابل اطمینان برای سیگنال RF پیدا كرده‌ایم. و مسیر به طرف زمین را برای سیگنال IF بهبود بخشیده‌ایم. شبكه تطبیق ورودی اصلاح شده در شكل (12) نشان داده شده است.   شكل (12) شبكه تطبیق ورودی اصلاح شده.شبكه تطبیق خروجی با استفاده در یك روش مشابه بهبود داده می‌شود. شبكه تطبیق یك سلف L2 موازی و یك خازن C2 سری را دربر می‌گیرد.مقادیر C2 = 102 1 PF, L2 = 416 Nh است. این توپولوژی این اجازه را بر ما می‌دهد كه RFC در كلكتور را حذف كنیم. بنابراین مسئله‌ای كه با این توپولوژی است آن است كه این توپولوژی نمی‌تواند یك اتصال كوتاه به سمت زمین برای اتصال RF فراهم كند كه این می‌تواند موجب تداخل با خروجی شود.برای جبران شدن این اشكال L2 را با یك تركیب LC جایگزین می‌كنیم. در اینجا خازن اضافه شده C3 مقدار 120 PF را انتخاب می كند تا شرایط زمین شدن مناسب برای سیگنال RF فراهم كند مقدار L2 برابر با 52 Nh اصلاح می‌شود. مدار كامل میكسر single-ended طراحی شده در شكل (13) نشان داده شده است. شكل (13) مدار كامل برای یك میكسر low- side-injection,single-ended در حالتی كه FIF = 200 MH FRF = 1900MHاین طراحی چندین هدف را ارائه می‌كند كه شبكه تطبیق می‌تواند انجام دهد. در یك نگاه گذرا آنها اغلب برای فهمیدن مشكل هستند. خصوصاً اینكه تطبیقی (جداسازی شبكه‌های دو تائی چالشهائی برای طراح به وجود می‌آورند. مشكل اصلی این طراحی LO این است كه سختی كار به فراهم كردن انرژی LO، مادامی كه جداسازی میان سیگنالهای IF,RF,LO برای كاربردهای باند به هم ادامه‌ دارد وابسته می‌شود. میكسر دودیودی متقابل در اتصال با یك كوپلر هیبرید توانائی را ارائه می‌كند كه این طور كارهای پهن باند را هدایت می‌كند. علاوه بر این مزایای بیشتری مربوط به جلوگیری نویز و در مد نادرست فراهم می‌كند. نویز به وجود آمده در اسیلاتورها و تقویت كننده‌ها ناشی از تشدیدهای پارازیتی نویز گرمائی می‌تواند به طور بحرانی مقدار نویز در گیرنده را بالا ببرد شكل (14) طراحی میكسر اصلی را نشان می‎دهد. ادامه خواندن مقاله طراحي ميكسرها و كاربردهاي آنها

نوشته مقاله طراحي ميكسرها و كاربردهاي آنها اولین بار در دانلود رایگان پدیدار شد.