作者xuwei (Boston)
看板comm_and_RF
标题[心得] Passive Mixer
时间Fri Aug 7 19:53:44 2009
以下是假设passive double balance power mixer
1.有2个设计参数,switch quad的device size,和LO 的dc voltage
2.device size的决定:Gain 正比於width, width又正比於Cgg.
可以找到一组同时满足Cgg跟Gain的device width
3.决定device size,再来决定LO 的dc voltage,简称为VLO
根据VLO的可以决定switch on/off的周期。
若VLO>Vth,称为make-before-break,switch on的周期>50%
若VLO=Vth,称为sine wave drive, switch on的周期=50%
若VLO<Vth,称为break-before-make,switch on的周期<50%
passive mixer的gain跟linearity是互相trade-off的。
在break-before-make这个case中,若把switch on的周期调成just one instant
理论上可以得到gain=1的情况。
然後,因为它所混频出来的讯号在zero crossing是具有很严重的不连续
(因为大部份的时间都没有导通),所以它的线性度会有很严重的phase modulation
而产生distortion。一般来讲,在同时考虑gain跟线性度,
会把Vg设计在 具有50%的switch on时间。
4.再来是做更深入的探讨:
以下假设VBB=filter的common mode voltage,
ABB=baseband的AC swing amplitude
ALO=LO的swing amplitude
1)在极端的case中:
switch on: VLO+ALO > VBB+ABB+Vth
switch off: VLO-ALO <VBB-ABB+Vth
以上可以定出来VLO的操作range(相较於active mixer,是非常的limited)
2)另外,passive mixer的Vout其实就是input经过一个非理想的开关,
switch on时, Vout=Vin; switch off时, Vout=VBB (经由大电阻)
Vout,max:
当switch on时:VLO+ALO >VBB+ABB+Vth时
--> Vout,max=VBB+ABB
Vout,min:
当switch on时:VLO+ALO >VBB-ABB+Vth时
--> Vout,min=VBB-ABB
-->在前面所推论出来,VLO有其操作的range,所以由此可知,
在有限的VBB,Vth,ALO情况下,Vout一定都是卡到Vout,max,而不是卡在Vout,min
3)为了让Vout,max不易卡到,我们可以这麽做:
1.加大ALO的swing大小,但是这个有电路实现的问题。
2.减少Vth,可以利用body bias
5.结论:在power mixer的设计上,passive mixer可以省去很可观的电流。
但是它有其诸多缺点:
1)线性度不会比active mixer来的好。
2)前面的filter出来,看到的是一个low impedance的load,会有一些的信号loss
3)没有切Gain的能力,这会增加前一级filter的负担。
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