射频电路与天线：混频器知识介绍

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肖特基二极管
混频器的工作原理
4 g" ?# L+ g; ]3 j单端混频器
! G$ l7 v+ d6 d6 y% _7 @' S) z5 o单平衡混频器
双平衡混频器

1、引言
混频器的主要功能是将不同频率的信号源混合，以便产生新的频率，也称为变频器。
在通信系统中，混频器通常被用于载波频率的调制与解调。
在发射机中，混频器把中频信号与本振信号相加，实现上变频调制；
! B5 t; \& p  Q4 ]2 D1 n! L在接收机中，混频器把把中频信号与本振信号相减，实现下变频解调。
8 y# t- h4 H( v# A6 ?
$ ]6 c# _: ]+ F0 k* L% y: F- @
- n- w7 r# ^. x: S' y9 ?混频器必须包含两个主要的部分：
+ A0 P/ \  }1 e! x, t6 r7 w6 X信号合成单元，可以通过耦合器实现；
0 E9 R' F- N0 o. h. J2 J信号混频单元，需要采用非线性器件，常用的器件是肖特基势垒二极管，也可以采用BJT或MESFET构成微波高频段的低噪声、高效率混频器。

. H+ c, s. `% c- R; P2、肖特基势垒二极管
肖特基势垒二极管（Schotlky Rarrier Diode）是由金属电极与低掺杂N型半导体接触而成。
1 S5 N+ m0 I" f7 d8 _; A
& [6 j$ F/ l  b& G, x肖特基二极管的伏安特性由下面的方程描述
0 E, d9 ?: j; t, q+ v
R*为穿过势垒的多数载流子电子发射的Richardson常数，对于硅，为100A/cm2K2。
# P; W6 i8 i8 o3 M在低于0.1mA的小偏置电流下经常忽略上式中附加的IRS项。对于某种应用，串联电阻会形成反馈回路，这意味着电阻被乘以一个按指数增长的增值因子，此时IRS项被考虑。
$ ?0 W8 {* k$ Q/ D: D
特基势垒二极管的等效电路中，结电阻RJ与偏置电流有关，各电路元件的典型值为：RS=2~5Ω，Cg=0.1~0.2pF和RJ=200Ω~2kΩ。


' H. N% F+ N+ \& x2 r8 @$ T6 C0 ]  b3、混频器的工作原理
  i2 T6 h3 {; i6 u设输入信号与本振信号同时施加在非线性器件上 ，该器件则以输出电流驱动负载。
- \8 S) l! ^; ?. T5 U4 k- C
5 o: t- {8 f' `" c8 q非线性器件上的电流与电压呈非线性关系，二极管和BJT都具有指数型传输特性
而MESFET的传输特征可近似为二次曲线
- k& U7 J+ c7 X
1 g" U8 y; v7 D设器件两端的电压为直流偏压、输入信号和本振信号之和

忽略直流偏置电压和电流，则器件电流为


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