Анализ диодных смесителей методом узловых потенциалов в обобщенном матричном виде в частотной области. Часть 2. Развязка между портами, эффект рассогласования, уровень шума

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлен метод теоретического анализа развязок “вход-выход” и “гетеродин-выход” трех типов диодных преобразователей частоты: балансного, двойного балансного, тройного балансного. Для двух режимов работы гетеродина – “неинтенсивного” и “интенсивного” – получены зависимости развязки “вход-выход” балансного смесителя от нагрузочной проводимости и от амплитуды напряжения гетеродина. Проведен теоретический анализ и моделирование. Показано, что между расчетными результатами и результатами моделирования ошибка не превышает 3 дБ. Получены выражения для ошибок, вносимых технологическим разбросом параметров диодов, которые позволяют оценить предельно достижимые значения характеристик смесителей (коэффициента передачи и развязок по портам). Представлен метод анализа шумовых свойств смесителей, рассчитаны выходные шумовые спектры для каждого из элементов схем (входного сопротивления, диодов и выходного сопротивления), получены аналитические выражения коэффициентов шума. Теоретические оценки коэффициента шума подтверждаются результатами моделирования с точностью до 1 дБ.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. С. Коротков

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Email: golovan_oa@spbstu.ru
Россия, Санкт-Петербург

О. А. Головань

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Автор, ответственный за переписку.
Email: golovan_oa@spbstu.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Korotkov A.S., Golovan O.A. // Radioelectronics and Communications Systems. 2022. V. 65. № 2. P. 81.
  2. Henderson B. Microwave Mixer Technology and Applications. N. Y.: Artech House, 2013.
  3. Аверина Л.И., Бобрешов А.М., Шапошникова Ж.В. // Вестн. Воронеж. гос. ун-та. Серия: Физика. Математика. 2011. № 1. С. 5.
  4. Korotkov A., Golovan O. // 2021 Int. Symp. Signals, Circuits and Systems. Iasi. 15–16 Jul. 2021.N.Y.: IEEE, 2021. P. 9497452. https://doi.org/10.1109/ISSCS52333.2021.9497452
  5. Roychowdhury J., Long D., Feldmann P. // IEEE J. Solid-State Circuits. 1998. V. 33. № 3. P. 324.
  6. Darabi H., Abidi A.A. // IEEE J. Solid-State Circuits. 2015. V. 35. № 1. P. 15.
  7. Nitsch J.B., Solovyeva E.B., Korovkin N.V., Scheibe H.-J. // IEEE Trans. 2008. V. EC-50. № 4. P. 887.
  8. Головань О.А., Коротков А.С. // Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем (МЭС). 2022. № 3. С. 190.
  9. Vitee N., Ramiah H., Mak P.-I., Yin J., Martins R.P. // IEEE Trans. 2020. V. VLSI-28. № 3. P. 700.
  10. Mollaalipour M., Miar-Naimi H. // IEEE Trans.2016. V. VLSI-24. №6. P. 2275.
  11. Jiang J., Holburn D.M. // Proc. Europ. Conf. on Circuit Theory and Design. Antalya, 23–27 Aug. 2009. N.Y.: IEEE, 2009. P. 675.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Эквивалентная (а) и модифицированная (б) схемы балансного смесителя для анализа развязки “вход-выход”: узлы схемы 1…6 пронумерованы в соответствии с нумерацией строк и столбцов Y-матрицы смесителя.

Скачать (105KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Эквивалентная схема балансного смесителя для анализа развязки “гетеродин-выход”: узлы схемы 1…4 пронумерованы в соответствии с нумерацией строк и столбцов Y-матрицы смесителя.

Скачать (56KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Эквивалентная шумовая схема балансного смесителя, преобразованная к симметричному виду.

Скачать (64KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Эквивалентная схема для анализа шумовых свойств сопротивления RS: узлы схемы 1…3 пронумерованы в соответствии с нумерацией строк и столбцов Y-матрицы смесителя.

Скачать (51KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Эквивалентная схема для анализа шумовых свойств диода: узлы схемы 1…2 пронумерованы в соответствии с нумерацией строк и столбцов Y-матрицы.

Скачать (58KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Эквивалентная схема для анализа шумовых свойств сопротивления RL: узлы схемы 1…3 пронумерованы в соответствии с нумерацией строк и столбцов Y-матрицы смесителя.

Скачать (49KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Зависимость развязки “вход-выход” балансной схемы смесителя от нагрузочной проводимости (а) и от амплитуды напряжения гетеродина (б) при “интенсивном” (1, 2) и “неинтенсивном” (3, 4) режимах работы гетеродина: 1, 4  расчет, 2, 3  моделирование.

Скачать (141KB)
Метаданные

Примечание

Первая часть статьи “Анализ диодных смесителей методом узловых потенциалов в обобщенном матричном виде в частотной области. Часть 1. Коэффициент передачи” опубликована на русском языке в журнале “Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника” и на английском языке в “Radioelectronics and Communications Systems” (2022. Т. 65. № 2).


© Российская академия наук, 2024