RFID射頻系統(tǒng)中的混頻器
來(lái)源：
安的電子 日期：2022-07-12
混頻器是射頻系統(tǒng)中用于頻率變換的部件，可以將輸入信號(hào)的頻率升高或降低而不改變?cè)盘?hào)的特性。以射頻接收系統(tǒng)為例，混頻器可以將頻率較高的射頻輸入信號(hào)變換為頻率較低的中頻輸出信號(hào)，以便更容易對(duì)信號(hào)進(jìn)行后續(xù)的調(diào)整和處理。
混頻器是一個(gè)三端口器件，其中兩個(gè)端口輸入，一個(gè)端口輸出。混頻器采用非線性或時(shí)變參量元件，它可以將兩個(gè)不同頻率的輸入信號(hào)變?yōu)橐幌盗胁煌l率的輸出信號(hào)，輸出頻率分別有兩個(gè)輸入頻率的和頻、差頻及諧波?；祛l器通常是以二極管或晶體管的非線性為基礎(chǔ)。非線性元件能產(chǎn)生眾多的其他頻率分量，然后通過(guò)濾波來(lái)選取所需的頻率分量，在混頻器中希望得到的是和頻或差頻。
1．混頻器的特性
混頻器的符號(hào)和功能，上變頻的工作狀況是兩個(gè)輸入端為本振端（LO）和中頻端（IF），輸出端為射頻端（RF）；下變頻的工作狀況是兩個(gè)輸入端為本振端（LO）和射頻端（RF），輸出端為中頻端（IF）?；祛l器符號(hào)的意思是輸出信號(hào)為兩個(gè)輸入信號(hào)的乘積，輸出頻率為輸入頻率的和頻與差頻，這是混頻器工作的理想化觀點(diǎn)。
2.單端二極管混頻器
實(shí)際混頻器是由二極管或晶體管構(gòu)成的。由于二極管或晶體管的非線性，會(huì)輸出眾多的其他頻率分量，需要用濾波器來(lái)選取所需的頻率分量。
僅用一個(gè)二極管產(chǎn)生所需IF信號(hào)的混頻器稱為單端二極管混頻器。單端二極管混頻器是RF和LO輸入到同相耦合器中，兩個(gè)輸入電壓合為一體，利用二極管進(jìn)行混頻。由于二極管的非線性，從二極管輸出的信號(hào)存在多個(gè)頻率，經(jīng)過(guò)一個(gè)低通濾波器，可以獲得 IF信號(hào)。二極管用DC電壓偏置，該DC偏置電壓必須與射頻信號(hào)去耦，因此，二極管與偏置電壓源之間采用射頻扼流圈RFC來(lái)通直流、隔交流。
3．單平衡混頻器
前面討論的單端二極管混頻器雖然容易實(shí)現(xiàn)，但在寬帶應(yīng)用中不易保持輸入匹配及本振信號(hào)與射頻信號(hào)之間的相互隔離，為此常采用單平衡混頻器。兩個(gè)單端混頻器與一個(gè)3 dB耦合器可以組成單平衡混頻器，單平衡混頻器在 RF 端口可以得到完全的輸入匹配，同時(shí)可以除去所有偶數(shù)階互調(diào)產(chǎn)物。
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混頻器是一個(gè)三端口器件，其中兩個(gè)端口輸入，一個(gè)端口輸出。混頻器采用非線性或時(shí)變參量元件，它可以將兩個(gè)不同頻率的輸入信號(hào)變?yōu)橐幌盗胁煌l率的輸出信號(hào)，輸出頻率分別有兩個(gè)輸入頻率的和頻、差頻及諧波?；祛l器通常是以二極管或晶體管的非線性為基礎(chǔ)。非線性元件能產(chǎn)生眾多的其他頻率分量，然后通過(guò)濾波來(lái)選取所需的頻率分量，在混頻器中希望得到的是和頻或差頻。
1．混頻器的特性
混頻器的符號(hào)和功能，上變頻的工作狀況是兩個(gè)輸入端為本振端（LO）和中頻端（IF），輸出端為射頻端（RF）；下變頻的工作狀況是兩個(gè)輸入端為本振端（LO）和射頻端（RF），輸出端為中頻端（IF）?；祛l器符號(hào)的意思是輸出信號(hào)為兩個(gè)輸入信號(hào)的乘積，輸出頻率為輸入頻率的和頻與差頻，這是混頻器工作的理想化觀點(diǎn)。
2.單端二極管混頻器
實(shí)際混頻器是由二極管或晶體管構(gòu)成的。由于二極管或晶體管的非線性，會(huì)輸出眾多的其他頻率分量，需要用濾波器來(lái)選取所需的頻率分量。
僅用一個(gè)二極管產(chǎn)生所需IF信號(hào)的混頻器稱為單端二極管混頻器。單端二極管混頻器是RF和LO輸入到同相耦合器中，兩個(gè)輸入電壓合為一體，利用二極管進(jìn)行混頻。由于二極管的非線性，從二極管輸出的信號(hào)存在多個(gè)頻率，經(jīng)過(guò)一個(gè)低通濾波器，可以獲得 IF信號(hào)。二極管用DC電壓偏置，該DC偏置電壓必須與射頻信號(hào)去耦，因此，二極管與偏置電壓源之間采用射頻扼流圈RFC來(lái)通直流、隔交流。
3．單平衡混頻器
前面討論的單端二極管混頻器雖然容易實(shí)現(xiàn)，但在寬帶應(yīng)用中不易保持輸入匹配及本振信號(hào)與射頻信號(hào)之間的相互隔離，為此常采用單平衡混頻器。兩個(gè)單端混頻器與一個(gè)3 dB耦合器可以組成單平衡混頻器，單平衡混頻器在 RF 端口可以得到完全的輸入匹配，同時(shí)可以除去所有偶數(shù)階互調(diào)產(chǎn)物。
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