概述
AD8343是一款高性能、寬帶有源混頻器，具有極低交調(diào)失真，所有端口均具有寬帶寬，非常適合要求嚴(yán)格的發(fā)射應(yīng)用或接收通道應(yīng)用。

AD8343的典型變頻增益為7 dB。集成的LO驅(qū)動(dòng)器以低LO驅(qū)動(dòng)電平，支持50 Ω差分輸入阻抗，有助于將外部元件數(shù)降至較少。

開(kāi)發(fā)差分輸入可以直接與差分濾波器接口，或通過(guò)平衡-不平衡變換器（變壓器）驅(qū)動(dòng)，由單端源提供平衡驅(qū)動(dòng)。

開(kāi)集差分輸出可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)差分中頻信號(hào)接口，或通過(guò)匹配網(wǎng)絡(luò)或變壓器轉(zhuǎn)換為單端信號(hào)。以VPOS電源電壓為中心時(shí)，輸出擺幅為±1 V。

LO驅(qū)動(dòng)器電路的典型功耗為15 mA。可利用兩個(gè)外部電阻來(lái)設(shè)置混頻器內(nèi)核電流，以達(dá)到要求的性能，總電流為20 mA至60 mA。采用5 V單電源供電時(shí)，相應(yīng)的功耗為100 mW至300 mW。

AD8343采用ADI公司的高性能25 GHz硅雙極性IC工藝制造，提供14引腳TSSOP封裝，工作溫度范圍為?40°C至+85°C，同時(shí)提供配置齊全的評(píng)估板。
數(shù)據(jù)表：*附件：AD8343 DC至2.5 GHz 、高IP3有源混頻器技術(shù)手冊(cè).pdf

應(yīng)用

• 蜂窩基站
• 無(wú)線局域網(wǎng)(LAN)
• 衛(wèi)星轉(zhuǎn)換器
• SONET/SDH無(wú)線電
• 無(wú)線電鏈路
• 無(wú)線電鏈路

特性

• 高性能有源混頻器
• 寬帶操作，頻率最高達(dá)2.5 GHz
• 轉(zhuǎn)換增益：7 dB
• 輸入IP3：16.5 dBm
• LO驅(qū)動(dòng)：–10 dBm
• 噪聲系數(shù)：14 dB
• 輸入P1dB：2.8 dBm
• 差分LO、IF和RF端口
• 50 Ω LO輸入阻抗
• 單電源供電：5 V（50 mA，典型值）
• 省電模式：20 μA（典型值）

框圖

引腳配置描述

簡(jiǎn)化接口示意圖

典型性能特征

電路描述

AD8343 是一款適用于高截點(diǎn)應(yīng)用的混頻器。其信號(hào)路徑完全為差分且直流耦合，能夠在寬頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高性能運(yùn)行。功能模塊的基本框圖見(jiàn)圖 49。偏置單元為本地振蕩器（LO）驅(qū)動(dòng)器和核心提供與絕對(duì)溫度成比例（PTAT）的偏置。LO 驅(qū)動(dòng)器由三級(jí)限幅差分放大器組成，能為混頻器核心的基極提供極快速（近乎方波）的驅(qū)動(dòng)。

AD8343 核心采用標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)，通過(guò)施加信號(hào)輸入來(lái)激勵(lì)單元中的晶體管（見(jiàn)圖 49 和圖 55）。基極由限幅的內(nèi)部 LO 信號(hào)驅(qū)動(dòng)，該信號(hào)引導(dǎo)晶體管在輸出端之間交替切換，從而使信號(hào)與 LO 方波進(jìn)行周期性極性反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)乘法運(yùn)算。

為說(shuō)明此功能，當(dāng) LOIP 為正時(shí)，Q1 和 Q4 導(dǎo)通，Q2 和 Q3 截止。在此狀態(tài)下，Q1 將 I_{INSP} 連接至 OUTP，Q4 將 I_{INSM} 連接至 OUTM。當(dāng) LOIP 為負(fù)時(shí)，晶體管角色反轉(zhuǎn)，I_{INSM} 連接至 OUTP，I_{INSP} 連接至 OUTM。通過(guò)共基極晶體管放大器對(duì)實(shí)現(xiàn)隔離和增益，可在任何瞬間保證信號(hào)通過(guò)。

乘法運(yùn)算會(huì)產(chǎn)生頻率混頻，理想的乘法器可構(gòu)成出色的混頻器。該原理可用以下三角函數(shù)恒等式表示：

這表明兩個(gè)不同頻率的正弦波相乘，結(jié)果是一對(duì)頻率等于兩相乘頻率之和與差的正弦波。

遺憾的是，由于線性度不佳以及添加噪聲，模擬乘法器在實(shí)際應(yīng)用中通常并非理想的混頻器，這在試圖提高線性度時(shí)尤為明顯。但本章節(jié)中的混頻器通過(guò)使信號(hào)周期性地反轉(zhuǎn)極性來(lái)解決此問(wèn)題。在此類(lèi)混頻器中，頻率轉(zhuǎn)換是信號(hào)與 LO 頻率處的方波相乘的結(jié)果。由于方波除基頻外還包含奇次諧波，信號(hào)會(huì)被 LO 的每個(gè)頻率分量有效地相乘。混頻器輸出為
等。LO 諧波產(chǎn)生的分量幅度隨諧波階數(shù)增加而減小，因?yàn)榉讲ㄖC波的幅度會(huì)隨諧波階數(shù)增加而減小。

圖 50 展示了此過(guò)程的一個(gè)示例。該圖第一部分顯示一個(gè) 800MHz 的正弦波代表輸入信號(hào)，第二部分是一個(gè) 600MHz 的方波代表 LO 信號(hào)，第三部分展示了輸出變換的時(shí)域表示，第四部分展示了頻域表示。頻譜中最強(qiáng)的兩條線是由 LO 基頻乘法產(chǎn)生的和頻與差頻。較弱的譜線是信號(hào)與 LO 方波各諧波相乘的結(jié)果。

應(yīng)用

下變頻混頻器

典型的下變頻應(yīng)用如圖 69 所示，這是一個(gè)與 DC 電路相連的接收混頻器。單端輸入通過(guò) 1:1 傳輸線巴倫轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)，輸入匹配網(wǎng)絡(luò)位于巴倫和輸入引腳之間。LO 信號(hào)通過(guò)一個(gè) 2:1 匝數(shù)比變壓器傳輸?shù)奖镜卣袷幤饕_，-12dB 至 -3dB 的電平通過(guò)第二個(gè) 1:1 巴倫傳輸?shù)讲罘州敵鲎杩埂?/p>

中頻輸出通過(guò) 4:1（阻抗比）變壓器獲取，該變壓器可將 200Ω 差分負(fù)載反射到集電極。這種輸出耦合方式具有較寬的帶寬，不過(guò)在某些情況下，用戶可能希望在集電極處添加諧振槽路電路，以提供一定的中頻選擇性。與輸出變壓器中心抽頭串聯(lián)的鐵氧體磁珠（FB）可解決共模穩(wěn)定性問(wèn)題。

在此電路中，PWDWN 引腳接地，使混頻器處于工作狀態(tài)。DCPI 引腳通過(guò)約 0.1μF 的電容接地。不將 DCPI 引腳接地會(huì)使器件輸出產(chǎn)生較高的噪聲電平。

R1A 和 R1B 將核心偏置電流設(shè)置為每側(cè) 18.5mA。L1A 和 L1B 提供所需的射頻扼流圈，以避免信號(hào)分流，Z2A 和 Z2B 構(gòu)成匹配網(wǎng)絡(luò)，用于匹配 AD8343 的差分輸入阻抗與變壓器的差分輸出阻抗。

AD8343 的本地振蕩器引腳和 IO 引腳設(shè)計(jì)用于與巴倫和 1:1 巴倫配合工作。寬帶模式下，每側(cè)核心電流設(shè)置為 18mA。Z1、Z1A、Z2A 和 Z2B 構(gòu)成匹配網(wǎng)絡(luò)，旨在將 AD8343 的差分輸出阻抗匹配到巴倫的差分輸入阻抗。假設(shè)輸出頻率足夠高，器件的輸入阻抗遠(yuǎn)小于偏置電阻值，這樣可使輸入偏置電流消除，且對(duì)增益或互調(diào)失真幾乎沒(méi)有影響。

在此示例中，輸出信號(hào)通過(guò)差分匹配網(wǎng)絡(luò)獲取，計(jì)算 Z2 和 Z2A/Z2B，然后通過(guò) 1:1 巴倫和隔直電容連接到單端輸出。

假設(shè)輸出頻率足夠高，對(duì) AD8343 輸出進(jìn)行共軛匹配是理想的，這樣可使器件輸出與巴倫差分輸入之間實(shí)現(xiàn)共軛匹配。

此電路通過(guò)并聯(lián)方式為輸出晶體管集電極提供偏置電流，因?yàn)闆](méi)有方便的中心抽頭。鐵氧體磁珠與輸出偏置電感串聯(lián)，可提供一些阻尼，有助于避免這種輸出巴倫可能出現(xiàn)的常見(jiàn)模式振蕩。這種振蕩會(huì)給輸入電路帶來(lái)負(fù)擔(dān)，可能導(dǎo)致輸入電路出現(xiàn)過(guò)穩(wěn)定性故障，在寬頻率范圍內(nèi)呈現(xiàn)感性阻抗。

PWDWN 引腳接地，使混頻器處于工作狀態(tài)。DCPI 引腳必須通過(guò)約 0.1μF 的電容接地，以抑制內(nèi)部偏置電路產(chǎn)生的噪聲。

上變頻混頻器

典型的上變頻應(yīng)用如圖 70 所示，這是一個(gè)單端輸入到差分轉(zhuǎn)換的上變頻應(yīng)用。兩種配置均通過(guò) 1:1 傳輸線巴倫實(shí)現(xiàn)。