认识互调,互调在电路中好坏分析第一部分
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应用于非线性系统的正弦输入产生了包含不同频率的输出,结果可能是好的、坏的或丑陋的。
根据 字典定义 ,互调是"电流装置中产生的频率等于提供给该装置的频率的总和和差异。"在电气工程学的文献中,"变形"一词后面常常是"变形"一词。实际上,互调失真(IMD)是一个很糟糕的问题,需要消除。然而,导致IMD的过程通常在通信和测试应用程序中得到很好的利用。
什么是有用的例子?
频率转换-向上转换或向下转换。向上转换将基带或中频信号转换成用于传输的射频信号;它可用于任意波形发生器。向下转换将接收的射频信号转换为基带信号或中频信号;它可用于高频信号分析器。
频率转换使用多久了?
至少从电报时代开始。 图1 展示了超外差调幅(AM)无线电的简化图。在这里,一个混频器向下转换射频信号到一个固定的中间频率(中频),由一个可变的本地振荡器(LO)耦合到一个射频调谐器。该电路在1917年获得专利,至今仍在使用。
图1超外差电路,在1917年获得专利,向下转换一个射频输入到一个中频信号。
那么糟糕的部分是什么呢--IMD比谐波失真更糟糕吗?
在音频领域,IMD通常被认为是更糟的。几个世纪以来,作曲家一直在为他们的音乐创作谐波。如果你听了一篇作文,你以前没有听过,也没有乐谱的拷贝,你可能不知道你是在听谐波失真,还是有意写的谐波线。另一方面,听众认为IMD是丑陋的。(有例外。但一般来说,扭曲是扭曲,不管是谐波的还是IMD的,它应该被最小化。即使在音频领域,作曲家也不希望你听到他们不希望的谐波。
好了,回到频率转换:混音器是如何工作的?
混合器是一个非线性的组件,它将两个正弦输入乘起来,并产生一个包含输入频率和差的输出。
等等,提醒我,为什么乘法是非线性的?
乘法并非固有的非线性。变量和常数的乘法是一个简单的线性增益级.两个变量的乘法是非线性的.
线性度的测试是一个系统是否坚持叠加原理,这反过来又要求系统表现出加性和均匀性。如果输入的话 A 产出 X 以及输入 b 产出 y ,然后同时申请 A + b 会产生 X + y .
数学上,同一性符合 f (c) X )=c f ( X ),C是常量。简而言之,均匀性意味着如果你把输入量翻一番,输出量就会翻一番。
图2 测试两个均匀性系统:一个加法器和一个乘数,每个系统都以两个变量作为输入。如图2a所示,将加法器的输入增加一倍,使输出增加一倍,从而获得均匀性的检查标记。对于乘数来说,投入加倍,产出加倍,所以乘数不能通过均匀性测试。图2b以图表形式显示了结果。对于你以前的乘法,红线是蓝线乘以常数2,结果是线性的。
图2两个变量的加法是线性的,而它们的乘法是非线性的.
您能提供一个具体的混合器示例吗?
图3a 显示一个混合器,乘以300MHZ和50MHZ信号。图3b更仔细地查看了输入(红色和蓝色跟踪)和输出(黑色跟踪)。
图3混合器(a)乘以两个输入来产生一个输出(b)。
黑色痕迹的频率含量不是很明显,所以我们将借用上一系列的快速傅立叶变换(FFT)。 第4部分 包括整个系列的摘要)并仔细研究。 图4 显示混合器已取代了50兆赫和300兆赫的输入信号,其信号代表这些信号的和(350兆赫)和差(250兆赫)。
图4图3的混频器产生输入频率的总和和差.
等等,如果我们调整一个载波会怎么样?你的例子表明载波频率消失了,取而代之的是其他频率。在现实世界里似乎不是这样的。
它取决于调制类型。我们会仔细看看第二部分. 然后,我们将侧重于IMD(包括它的子集被动IMD,或PIM失真),如何测量它,以及如何最小化它。