TEXNİKİ MƏQALƏ
Tələbə zonası -
ADALM2000 Fəaliyyəti:
Aktiv mikserlər
ADALM2000 Aktiv Öyrənmə Modulu
Antoniu Miclaus, Sistem Tətbiqləri Mühəndisi
Məqsəd
Bu fəaliyyətin məqsədi aktiv qarışdırıcıların əsas konsepsiyasını başa düşməkdir.
Fon
Mikser modullaşdıra və ya demodulyasiya edə bilən və passiv və ya aktiv ola bilən üç portlu cihazdır. Mikserin əsas funksiyası ilkin siqnalın bütün digər xüsusiyyətlərini qoruyaraq siqnalın tezliyini dəyişdirməkdir. Aktiv qarışdırıcını passiv mikserdən fərqləndirən odur ki, aktiv mikser konversiya qazancını tətbiq etmək üçün aktiv cihazlardan istifadə edir.
Mikserin çıxışı Şəkil 1-də göstərildiyi kimi iki formada ola bilər. Mikser iki tezlik girişini qəbul edir və bir tezlik çıxışı verir. Çıxış, diaqramda göstərildiyi kimi, iki giriş tezliyinin cəmi və ya fərqi ola bilər.
Bu tezliklər aşağıdakı kimi müəyyən edilə bilər: yerli osilator (LO), radio tezliyi (RF) və ara tezlik (IF).
Mikserlər əsasən yuxarı və aşağı çevrilmə kimi təsnif edilə bilən tezlik çevrilmələrini yerinə yetirmək üçün istifadə olunur. LO portu həmişə tətbiqdən asılı olaraq giriş və ya çıxış ola bilən RF və IF portundan fərqli olaraq giriş portudur. Aşağı çevirmə mikserində digər giriş portu RF portudur və çıxış Şəkil 2a-da göstərildiyi kimi daha aşağı IF-də olur.
Yuxarı çevirmə mikserində digər giriş IF, çıxış isə Şəkil 2b-də göstərildiyi kimi RF siqnalıdır.
Materiallar
- ADALM2000 Aktiv Öyrənmə Modulu
- Lehimsiz çörək lövhəsi və keçid tel dəsti
- İki 1 kΩ rezistor
- İki 6.8 kΩ rezistor
- Bir OP37 dəqiq op amp
- bir LTC1043 dəqiq keçidli kondansatör bloku
- Üç N-kanallı MOSFET (2-ZVN3310, 1-ZVN2210A)
Tək Balanslı Aktiv Mikser
Mikserləri tək balanslı qarışdırıcı və ikiqat balanslı qarışdırıcı kimi də təsnif etmək olar; hər birinin öz üstünlüyü vartages və disadvantages.
Tez-tez balanslaşdırılmış mikser adlanan tək balanslı mikser, hər ikisini deyil, LO və ya RF siqnalını boğan bir qarışdırıcı növüdür.
Giriş LO siqnalında səs-küyə həssas olduğu üçün bu konfiqurasiya çətin istifadə olunur. Əsas çatışmazlıq onun IF-LO ötürülməsidir, yəni IF siqnal tezliyi LO siqnal tezliyindən çox aşağı deyilsə, LO siqnalı IF siqnalına sıza bilər. Tək balanslı qarışdırıcının sadə sxemi Şəkil 3-də göstərilmişdir.
Avadanlıq Quraşdırma
Şəkil 4-də göstərilən aşağıdakı çörək lövhəsi əlaqəsini qurun.
Prosedur
Mikserin tezlik girişi kimi siqnal generatoru W1 və W2 istifadə edin. LO tezliyi üçün W1 istifadə edin və onu 5 V, 210 kHz sinus dalğasına təyin edin. RF girişi üçün W2 istifadə edin. Yuxarı çevirmə qarışdırmaq üçün,
W2 LO tezliyindən aşağı olmalıdır, ona görə də W2-ni 5 V, 25 kHz sinus dalğasına təyin edin. Gözlənilən çıxış 185 kHz və 235 kHz-dir.
Analoq Ch2 RF girişinə, W2-yə nəzarət edir, Ch1 isə spektr analizatoru vasitəsilə IF çıxışına nəzarət edir. Nəticə Şəkil 5a-da göstərilmişdir.
Aşağı çevirmə qarışdırmaq üçün W2-ni 5 V, 260 kHz sinus dalğasına təyin edin; bu mikserə RF girişi kimi xidmət edəcəkdir. Gözlənilən çıxış 50 kHz-dir və spektrin nəticəsi Şəkil 5b kimi görünməlidir.
Tək Balanslı Aktiv Mikser LTC1043 ilə həyata keçirilir
Fon
İdeal olaraq, mikserin aşağı səs-küy, yüksək xətti məqsədlərinə cavab vermək üçün bizə LO girişinə cavab olaraq polarite keçid funksiyasını həyata keçirən dövrə lazımdır. Beləliklə, mikser Şəkil 6-a endirilə bilər ki, bu da RF siqnalının fazada (0°) və antifaza (180°) komponentlərə bölünməsini göstərir; LO siqnalı ilə idarə olunan keçid açarı növbə ilə fazadaxili və antifaza siqnallarını seçir. Beləliklə, əsaslara endirilən ideal mikser işarə dəyişdiricisi kimi modelləşdirilə bilər.
Simulyasiya
Qarışdırma konsepsiyasının nümayişi üçün biz Şəkil 6-da göstərilən ideal keçid mikserindən istifadə edə bilərik. Mikser monolit, yüklə balanslaşdırılmış, ikili kommutatorlu kondansatör cihazlarının tikinti bloku olan LTC1043 CMOS analoq açarı ilə tikilə bilər. Bir cüt açar alternativ olaraq xarici kondansatörü giriş həcminə bağlayırtage və sonra yüklənmiş kondansatörü çıxış portu ilə birləşdirir. Daxili saat verilir və onun tezliyi xarici kondansatörlə tənzimlənə bilər.
Cosc pinində heç bir kondansatör qoşulmazsa, daxili osilatorun tezliyi 210 kHz olacaq. 39 pF xarici kondansatör (hissə dəstindən ən kiçik dəyər) ilə LTC1043-ün daxili osilatoru 80 kHz tezliyə malik olacaq. Cosc-da heç bir kondansatör qoşulmadan konfiqurasiya üçün simulyasiyalar aparıldı.
Şəkil 7 dövrəni göstərir LTspice® , lakin çörək lövhəsində aparat hissələri ilə həyata keçirilə bilər. LTC1043-ün ilk keçidinin girişlərindən istifadə edirik. Giriş siqnalı siqnal generatorunun 1-ci kanalında yaradılacaq və S1A-ya qoşulacaq. Onun ters çevrilmiş versiyasını əldə etmək üçün biz sadə inverting qururuq ampbirlik qazancı ilə qaldırıcı və onu S2A-ya qoşun. Çıxış osiloskopun Kanal 2+ ilə CA+ pinində vizuallaşdırılır. Aşağı çevirmə mikseri üçün siqnal generatorunun 1-ci kanalı osilatordan daha yüksək tezlikdə qurulmalıdır - məsələn,ample, 250 kHz. Çıxış 40 kHz-də iki tezlik fərqi olacaq. Şəkil 8-ə baxın.
Siqnal generatorunun 1-ci kanalı 60 kHz-də qurulacaqsa, çıxış iki komponentdən ibarət olacaq (biri fLo + fin = 270 kHz və biri fLo – fin = 150 kHz). Yuxarı çevrilmə FFT təhlili üçün Şəkil 9-a baxın.
İkiqat Balanslı Mikser və ya Gilbert Cell
Çıxış siqnalından LO məhsul şərtlərindən qaçmaq üçün ikiqat balanslaşdırılmış qarışdırıcılar əsasən istifadə olunur. Bu konfiqurasiya paralel olaraq birləşdirilən və anti-paralel keçid cütünü təmin edən iki diferensial RF tranzistorlu iki tək balanslaşdırılmış qarışdırıcı dövrə tələb edir. LO məhsul şərtləri ləğv edilir və çıxış siqnalında RF siqnalı ikiqat artır. Bu konfiqurasiya LO və IF arasında yüksək dərəcədə izolyasiya yaradır ki, bu da siqnalı qarışdırdıqdan sonra istifadə olunan filtrləmə tələblərini asanlaşdırır. Səs-küy üçün bu mikserlər diferensial RF siqnalına görə tək balanslı mikserlərdən daha az həssasdırlar. Bu qarışdırıcı Gilbert hüceyrəsi kimi də tanınır. Şəkil 10-a baxın. 
Dövrədə müşahidə edildiyi kimi, Gilbert hüceyrə mikserinin çoxlu simmetriyası var. Bu, balansı əldə etməyə və çıxışda LO və RF siqnallarını rədd etməyə imkan verir. Gilbert hüceyrəsi diskret komponentlərdən istifadə edən sistemlərdə o qədər də geniş istifadə edilmir, çünki tələb olunan komponentlərin sayı çox olur. Bununla belə, inteqral sxemlər üçün Gilbert hüceyrə mikserləri idealdır, çünki komponentlərin sayı xüsusilə vacib deyildir; transformatorlar və ya digər induktorlar kimi yara komponentlərinə ehtiyac duymurlar və yüksək performans səviyyəsini təklif edə bilirlər.
LTspice Simulyasiyası
Dəstdə təqdim olunan komponent dövrə qurmaq üçün kifayət etmədiyi üçün LTspice-də dövrəni simulyasiya edək. LTspice filesimulyasiya üçün s ola bilər GitHub-da LTspice Təhsil Alətlərindən endirilib. Şəkil 11 dövrənin IF çıxışını göstərir. Müsbət və mənfi IF çıxışı arasındakı fərqi götürdük.
LTC1043 ilə təchiz edilmiş ikiqat balanslaşdırılmış aktiv mikser
İkiqat balanslaşdırılmış mikser konfiqurasiyası iki tək balanslaşdırılmış dövrə tələb edir. Biz bu konfiqurasiyanı LTC1043 ilə qura bilərik, çünki onun çoxlu açarları var və lazım olan antiparalel keçid cütünü təmin edir. Şəkil 12 dövrənin sxemini göstərir. Sxem və birləşmələr demək olar ki, eynidir - yalnız ikinci keçidin girişləri (S3A, S4A) birinci keçidin girişlərinə (S1A, S2A) tərs qaydada qoşulur. Bu halda çıxış osiloskop Kanal 2+ ilə CA+ pinində və 2– CA– pinində vizuallaşdırılır. 
Aşağı çevrilmə konfiqurasiyasını təhlil etmək üçün siqnal generatorunun 1-ci Kanalında 250 kHz tezliyi və 1 V olan bir sinus dalğası var. amplitude zirvədən zirvəyə. Nəticədə FFT təhlili üçün Şəkil 13-ə baxın.
Yuxarı çevrilmə üçün Kanal 1-də yaradılan sinus dalğası LTC1043 daxili osilatorundan daha kiçik tezlikə malik olacaq - məsələnample, 50 kHz. Bu tezlik dəyəri üçün FFT təhlili Şəkil 14-də görünür.
Suallar
- Əsas üstünlük nədirtagTək balanslı mikser üzərində ikiqat balanslı qarışdırıcıdan (Gilbert hüceyrəsi) istifadə etmək olarmı?
- LTC1043 aktiv qarışdırıcının həyata keçirilməsində hansı rolu oynayır?
Cavabları Tələbə Zonası bloqunda tapa bilərsiniz.
Antoniu Miclaus Analog Devices şirkətində proqram mühəndisidir, burada o, Linux və əməliyyat sistemi olmayan sürücülər üçün quraşdırılmış proqram təminatı, həmçinin ADI akademik proqramları, QA avtomatlaşdırılması və proseslərin idarə edilməsi üzərində işləyir. 2017-ci ilin fevral ayında Rumıniyanın Kluj-Napoka şəhərində ADI-də işə başlayıb. O, magistr dərəcəsinə malikdir. Babes-Bolyai Universitetində proqram mühəndisliyi dərəcəsi və B.Eng. Kluj-Napoca Texniki Universitetində elektronika və telekommunikasiya üzrə dərəcə.
Onlayn dəstək icmamızda ADI texnologiya ekspertləri ilə əlaqə saxlayın.
Çətin dizayn suallarınızı verin, tez-tez verilən suallara baxın və ya söhbətə qoşulun.
ez.analog.com
Regional qərargah, satış və distribyutorlar və ya müştəri xidməti və texniki dəstək ilə əlaqə saxlamaq üçün ziyarət edin analog.com/contact.
©2025 Analog Devices, Inc. Bütün hüquqlar qorunur. Ticarət nişanları və qeydə alınmış ticarət nişanları müvafiq sahiblərinin mülkiyyətidir.
analog.com
AD02000-9/25
Sənədlər / Resurslar
 |
ANALOQ CİHAZLAR ADALM2000 Aktiv Öyrənmə Modulu [pdf] Təlimat kitabçası OP37, LTC1043, ZVN3310, ZVN2210A, ADALM2000 Aktiv Təlim Modulu, Aktiv Tədris Modulu, Tədris Modulu, Modul |