概述
AD831是一款低失真、寬動(dòng)態(tài)范圍、單芯片混頻器，適合諸如HF和VHF接收機(jī)中的RF-IF下變頻、DMR基站中的第二混頻器、直流-基帶變頻、正交調(diào)制和解調(diào)以及超聲成像中的多普勒頻移檢測(cè)等應(yīng)用。該混頻器內(nèi)置一個(gè)LO驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)低噪聲輸出放大器，同時(shí)提供用戶可編程功耗和三階交調(diào)截點(diǎn)。

AD831提供+24 dBm三階交調(diào)截點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)-10 dBm LO功耗，無(wú)需高功耗LO驅(qū)動(dòng)器，也不存在相應(yīng)的屏蔽和隔離問(wèn)題，因而與無(wú)源混頻器相比，能夠改善系統(tǒng)性能，降低系統(tǒng)成本。

該混頻器采用±5 V電源供電時(shí)，RF、IF和LO端口可以為直流或交流耦合；采用9 V最小單電源供電時(shí)，這些端口可以為交流耦合。混頻器采用RF和LO輸入的工作頻率可高達(dá)500 MHz。
數(shù)據(jù)表：*附件：AD831高性能、低失真500MHz混頻器技術(shù)手冊(cè).pdf

該混頻器的IF輸出可作為差分電流輸出或單端電壓輸出。差分輸出來(lái)自一對(duì)開(kāi)集，并可通過(guò)一個(gè)變壓器或電容進(jìn)行交流耦合，以提供250 MHz輸出帶寬。在下變頻應(yīng)用中，可將單電容跨接在這些輸出上來(lái)實(shí)現(xiàn)低通濾波器，以便直接在混頻器內(nèi)核處減小諧波，簡(jiǎn)化輸出濾波。構(gòu)建正交幅度調(diào)制器或鏡像抑制混頻器時(shí)，將兩個(gè)AD831相連可對(duì)其差分電流輸出求和。

積分低噪聲放大器提供一個(gè)單端電壓輸出，并可驅(qū)動(dòng)濾波器、50 W放大器輸入以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器等低阻抗負(fù)載。該器件的小信號(hào)帶寬超過(guò)200 MHz。連接在引腳OUT和FB之間的單個(gè)電阻用來(lái)設(shè)置增益。該放大器具有低直流失調(diào)特性，因而可以用于直流-基帶變頻和正交幅度解調(diào)等直流耦合應(yīng)用。

使用混頻器的輸出放大器和最佳源阻抗時(shí)，該混頻器的SSB噪聲系數(shù)在70 MHz時(shí)為10.3 dB。與無(wú)源混頻器不同，AD831不存在插入損耗，無(wú)需外部雙工器，也不需要進(jìn)行無(wú)源端接。

利用可編程偏置特性，用戶可通過(guò)降低1 dB壓縮點(diǎn)和三階交調(diào)截點(diǎn)來(lái)降低功耗，從而可以在動(dòng)態(tài)范圍和功耗之間進(jìn)行權(quán)衡考慮。例如，在蜂窩和雙向無(wú)線電基站中，AD831可以用作低功耗第二混頻器，同時(shí)依然能提供遠(yuǎn)優(yōu)于無(wú)源解決方案的性能。
特性

• 雙重平衡混頻器
• 低失真：
  +24 dBm三階交調(diào)截點(diǎn)(IP3)
  +10 dBm 1 dB壓縮點(diǎn)
• 帶寬：
  500 MHz RF和LO輸入帶寬
  250 MHz差分電流IF輸出
  直流到200 MHz以上單端電壓IF輸出
• 低LO驅(qū)動(dòng)要求：–10 dBm
• 單電源或雙電源供電
• 使用雙電源時(shí)為直流耦合
  所有端口都可直流耦合
  無(wú)低頻下限—工作頻率低至DC
• 用戶可編程功耗

框圖

ad831–典型性能特征

工作原理

AD831 由一個(gè)混頻器核心、一個(gè)限幅放大器、一個(gè)低噪聲輸出放大器和一個(gè)偏置電路組成（見(jiàn)圖 1）。

混頻器的射頻輸入被轉(zhuǎn)換為差分電流，由一個(gè)高線性度跨導(dǎo)放大器（由晶體管 Q1、Q2 以及電阻 R1、R2 構(gòu)成）產(chǎn)生。生成的電流驅(qū)動(dòng)差分對(duì) Q3、Q4、Q5、Q6。本振輸入通過(guò)一個(gè)高增益、低噪聲限幅放大器輸入，該放大器將 -10dBm 的本振輸入轉(zhuǎn)換為方波電壓。此電壓驅(qū)動(dòng)差分對(duì) Q3、Q4 以及 Q5、Q6 的求和節(jié)點(diǎn)，在中頻端口產(chǎn)生射頻和本振輸入的和頻與差頻，以及由本振頻率奇次諧波與射頻輸入混頻產(chǎn)生的一系列低頻分量。

一個(gè)片上網(wǎng)絡(luò)為射頻和本振輸入提供偏置電流；當(dāng)這些輸入交流耦合時(shí)，該網(wǎng)絡(luò)啟用，而當(dāng) AD831 直流耦合時(shí)，該網(wǎng)絡(luò)禁用。

當(dāng)使用內(nèi)部輸出放大器時(shí)，引腳 IFN 和 IFP 重新連接到引腳 AFN 和 AFP；片上負(fù)載電阻將電壓轉(zhuǎn)換為電流，以驅(qū)動(dòng)輸出放大器。這些負(fù)載電阻與電阻 R1、R2 的比值決定了從射頻到中頻的標(biāo)稱零增益（0dB）。增益（單位：dB）的表達(dá)式為：
混頻器在引腳 IFN 和 IFP 處有兩個(gè)集電極開(kāi)路輸出（差分電流）。通過(guò)將中心抽頭變壓器（匝數(shù)比為 1.1:1）連接到引腳 IFN 和 IFP（如圖 2 所示），這些電流可用于實(shí)現(xiàn)射頻到中頻的標(biāo)稱單位增益。

編程偏置電流

由于 AD831 的射頻端口是甲類電路，最大射頻輸入與偏置電流成正比。通過(guò)將 BIAS 引腳連接到正電源可減小該偏置電流（見(jiàn)圖 3）。對(duì)于正常工作，BIAS 引腳應(yīng)連接到正電源。為實(shí)現(xiàn)最低功耗，BIAS 引腳應(yīng)直接連接到正電源。對(duì)于標(biāo)稱正電源，調(diào)整范圍為 100mA，在最低功耗時(shí)總電流為 45mA。

低通濾波

在混頻器和輸出放大器之間可添加一個(gè)簡(jiǎn)單的低通濾波器，通過(guò)約 14Ω（公差為 20%，相當(dāng)于 200Ω 并聯(lián) 17Ω）的電阻對(duì)內(nèi)部電阻負(fù)載進(jìn)行旁路（見(jiàn)圖 4）。在典型的下變頻應(yīng)用中，該一階低通濾波器的轉(zhuǎn)角頻率（(f = frac{1}{2 pi R_{C} C_{F}})）應(yīng)放置在中頻頻率減去約 3dB 頻率處。因此，對(duì)于 70MHz 的中頻，若選擇 (R_{C} = 14 Omega)，則應(yīng)選擇 (C_{F} = frac{1}{2 pi times 14 Omega times 140 MHz} approx 82 pF)，即最接近的標(biāo)準(zhǔn)值。

使用輸出放大器

AD831 的輸出放大器將混頻器核心的差分電流轉(zhuǎn)換為單端電壓，并在 50Ω 負(fù)載（+10dBm）上提供高達(dá) ±1V 峰值的輸出。對(duì)于單位增益操作（見(jiàn)圖 5），輸入 VP、IFP、AP 連接到混頻器核心的集電極開(kāi)路輸出，OUT 連接到 VFB。