高频课件第四章4.2——授课老师贾志成

1、第第 4 章章振幅调制、解调振幅调制、解调与混频电路与混频电路4.2相乘相乘器电路器电路4.2.1非线性器件的相乘作用及其特性非线性器件的相乘作用及其特性4.2.2双差分对平衡调制器和模拟相乘器双差分对平衡调制器和模拟相乘器4.2.3大动态范围平衡调制器大动态范围平衡调制器 AD6304.2.4 二极管双平衡混频器二极管双平衡混频器 功能：实现功能：实现频谱搬移频谱搬移。 实现：利用实现：利用非线性器件非线性器件。 本节内容：本节内容：1非线性器件的非线性器件的相乘相乘作用及其特性作用及其特性( (时变参量分析法时变参量分析法) )；2双差分对平衡调制器和模拟相乘器；双差分对平衡调制器和模拟相

2、乘器；3大动态范围平衡调制器大动态范围平衡调制器 AD630；4二极管双平衡混频器。二极管双平衡混频器。4.2.1 非线性器件的相乘作用及其特性非线性器件的相乘作用及其特性一、一般分析一、一般分析例如二极管、晶体管，其伏安特性为例如二极管、晶体管，其伏安特性为 ( (4- -2- -1) )式中，式中， VQ ：静态工作点电压静态工作点电压； v1、v2 ：输入电压。输入电压。由由泰勒级数泰勒级数 nnxxnxfxxxfxxxfxfxf)(!)()(!)()()()()(002000002令令 x = VQ + v1 + v2 ， 在在 Q 点点(x0= VQ)的展开式为的展开式为 0nn21

3、nn21n2212211)vv(a)vv(a)vv(a)vv(aai0式中式中an 由下列通式表示由下列通式表示( (4- -2- -2) )!)()(!)(nVfdvvfdn1aQnVvnnnQ ( (4- -2- -3) )由由，所以，所以n0mm2mn1n21vvm)!m!(nn!)v(v 00210021021)!( !)!( !()(nnmmmnnnnnmmmnnnnvvamnmnavvmnmnvvai( (4- -2- -4) )可见，在两个电压同时作用下，响应电流中：可见，在两个电压同时作用下，响应电流中： 出现了两个电压的出现了两个电压的相乘相乘 2a2v1v2，( (m =

4、1，n = 2) 出现了无用出现了无用高阶相乘项高阶相乘项，( (m 1，n 2) )。设设 v1 = V1mcos 1t，v2 = V2mcos 2t ，代入，代入( (4- -2- -4) )式式，由由三角变换三角变换，可知该非线性器件的输出电流中包含众多组，可知该非线性器件的输出电流中包含众多组合频率电流分量，用通式表示合频率电流分量，用通式表示 p,q = | p 1 q 2|，( (p，q = 0，1，2 ， ) ) ( (4- -2- -5) )其中，只有其中，只有 p = 1，q = 1 的和频或差频的和频或差频( ( 1,1 = | 1 2|) ) 是有用的，而其他组合频率分量

5、都是无用的。是有用的，而其他组合频率分量都是无用的。消除无用组合频率分量的措施：消除无用组合频率分量的措施： 器件特性器件特性：选有平方律特性的器件：选有平方律特性的器件( (如场效晶体管如场效晶体管) )； 电路电路：组成对称平衡电路，抵消部分组合分量；：组成对称平衡电路，抵消部分组合分量； 输入电压上输入电压上：限制输入信号：限制输入信号 v2 大小，使非线性器件大小，使非线性器件处于处于状态，组合分量最小。状态，组合分量最小。 )cos()cos(coscoscos!cos!cos-1nyxyx21yxnxk2nkknn21nxk2nkknn22nn21x210k1n12n0k2nn 为

6、奇数为奇数为偶数为偶数设设 ，( (p，q = 0，1，2 ， ) ) ( (4- -2- -5) )可知该非线性器件的输出电流可知该非线性器件的输出电流中包含众多组合频率电流分量，用中包含众多组合频率电流分量，用表示表示 0nn0mm2mn1nvvamnmni)!( !二、线性时变状态二、线性时变状态1线性时变表达式线性时变表达式将将式式( (4- -2- -4) )nnnnnnnnnnnnmnmmmnnmnnmmnnnavCvvCvvCvCvvaCvvamnmni)()!( !222212211110000210210 22221121101222212121110102221202111

7、01)!2( ! 2!nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnvvannvvnavavvaCvvaCvavvaCvvaCvanm)!mn(!m!n)m,n(CCmn组合：组合：故故 22221121101)!2( ! 2!()(nnnnnnnnnvvannvvnavai上式上式 i = f (v ) = f (VQ + v1+ v2 ) 在在 (VQ + v1) 点上对点上对 v2 的泰勒级数展开式，即的泰勒级数展开式，即 221Q21Q1Q21Q)(21)()()(vvVfvvVfvVfvvVfi！式中，式中， 0nn1n1n2121101vavavavaavVfnQ)

8、( 2n2n1n2n1n21va2nnva1nna2vVf)!(!)()(Q 1n1n1n1n1n1211vnavnava2avVf)(Q若若 v2 很小，可以忽略很小，可以忽略 v2 二次方及以上各项，上式简化为二次方及以上各项，上式简化为 )(1QvVfi21Q)(vvVf 和和 均是与均是与 v2 无关的系数，但它们无关的系数，但它们都是都是 v1 的非线性函数，且随时间而变化，故称为的非线性函数，且随时间而变化，故称为时变系数时变系数或或时变时变参量参量。 其中，其中， 是是 v2 = 0 时的电流，称时的电流，称，用用 I0(v1) 或或 I0(t) 表示；表示；f (VQ + v1

9、) 是增量电导在是增量电导在 v2 = 0 时的数值，称时的数值，称，用，用 g(v1) 或或 g(t) 表示，则上式可表示为表示，则上式可表示为( (4- -2- -9) )I0(v1) 、g(v1) 与与 v2 无关，无关， 故故 i 与与 v2 的关系是的关系是线性线性的，但它们的，但它们的系数是时变的，故称的系数是时变的，故称线性时变线性时变。2频率成分频率成分当当 v1 = V1mcos 1t 时，时， 将是角频率为将是角频率为 1 的的，它的，它的傅里叶展开式傅里叶展开式由由平均分量平均分量、 1 及及各次谐波各次谐波组成组成 tgtggtVgvg1211011m12coscos)

10、cos()( 式中，式中，tvgg110d)(21 ttnvggn111dcos)(1 ( (n 1) )可见，可见，。设设 v2= V2mcos 2t ，则产生的组合频率分量的频率通式，则产生的组合频率分量的频率通式为为 | p 1 2| ，与，与式式( (4- -2- -5) ) p,q = | p 1 q 2| 比较，比较，消除了消除了 q 1 的众多分量，容易滤波。的众多分量，容易滤波。如如v1 = vc(t) = Vcmcos ct，v2 = v (t) = V mcos t 且且 c 。其中，有用分量为其中，有用分量为( ( ) )的的，而其，而其他无用分量的频率他无用分量的频率(

11、 (2 c ，3 c ，) )均远离上、下均远离上、下边频分量。不存在边频分量。不存在 c 2 ， c 3 等靠近上、下边频等靠近上、下边频的失真边带分量。的失真边带分量。如如v1 = vL(t) = VLmcos Lt且且v2 = vS(t) = Vsmcos ct ， L c I 其中，除有用中频其中，除有用中频 I 分量外，其他都是远离分量外，其他都是远离 I 的无用分的无用分量，不存在角频率接近量，不存在角频率接近 I 的组合频率分量。的组合频率分量。 非线性器件工作在非线性器件工作在线性时变状态线性时变状态的频率通式为的频率通式为 | p 1 2|三、半导体器件的线性时变模型三、半导

12、体器件的线性时变模型1二极管二极管 图图 4- -2- -1v1( (t) )作用下作用下 I0( (t) )和和g( (t) )的波形的波形当当 v1 = V1mcos 1t 足够大足够大时，二极管轮流工作在管子时，二极管轮流工作在管子的导通区和截止区。这时管的导通区和截止区。这时管子导通后特性的非线性相对子导通后特性的非线性相对单向导电性来说是次要的，单向导电性来说是次要的，其伏安特性可用自其伏安特性可用自，导通区折，导通区折线的斜率线的斜率 ， 相应相应的增量电导特性在的增量电导特性在 v 0 区域区域内为一内为一。 设设 ，则，则，I0(v1) = I0(t) 为为半周余弦半周余弦脉冲

13、序列脉冲序列， g(v1) = g(t) 为为。 现引入现引入 K1( 1t) 代表高度代表高度为为 1 的单向周期性方波，的单向周期性方波，称称为为，它的，它的傅里傅里叶级数叶级数展开式展开式，为为图图 4- -2- -1v1( (t) )作用下作用下 I0( (t) )和和g( (t) )的波形的波形 tttK11113cos32cos221)( 图图 4- -2- -2单向开关函数单向开关函数 t32t221tK1111 cos3cos)( 111)12cos()12(2)1(21nntnn 则则 g(t) 和和 I0(t) 可分别表示为可分别表示为)(0tI)()(111D10tKvg

14、vI )(tg)()(11D1tKgvg 因此，当因此，当 v1 足够大，足够大， v2 足够小足够小时，通过二极管电流时，通过二极管电流)()()()(1121D20tKvvgvtgtIi 图图 4- -2- -2单向开关函数单向开关函数由此由此，可画出二极管的，可画出二极管的，如图如图 4- -2- -3 所示所示。图图 4- -2- -3二极管开关等效电路二极管开关等效电路图图 4- -2- -3 中中，二极管用开关等效，开关受，二极管用开关等效，开关受 v1(t) 控制，控制，按角频率按角频率 1 周期性地启闭，闭合时的导通电阻为周期性地启闭，闭合时的导通电阻为 RD。这时管子的导通与

15、截止仅由这时管子的导通与截止仅由 v1 控制而不受控制而不受 v2 影响时，影响时， 在这种工作状态下，可进一步在这种工作状态下，可进一步减少减少 p,q = | p 1 2| 中中 p 的众多组合频率分量，无用分量大的众多组合频率分量，无用分量大大减少，滤波更易。大减少，滤波更易。 可见，可见，二极管用受二极管用受 v1(t) 控制的控制的开关等效开关等效是线性时变工作状态的是线性时变工作状态的一一个特例个特例，它可进一步减少组合频率分量。，它可进一步减少组合频率分量。 2差分对管差分对管图图 4- -2- -4I0 受受 v2 控制的差分对管控制的差分对管特点特点：由多个非线性器件组成的：

16、由多个非线性器件组成的，v1 和和 v2 分别加在不同的输入端，实现分别加在不同的输入端，实现 f (v1) 和和 f (v2) 相乘的特性。相乘的特性。分析分析：已知差分对管：已知差分对管差模输入差模输入 v1 = V1mcos 1t，若使偏置，若使偏置电流源电流源 I0 受有用信号受有用信号 v2 控制，且有控制，且有 ，A 和和 B 为为常数常数，则差，则差分对管就能工作在线性时变状态。分对管就能工作在线性时变状态。)2(thT10C2C1VvIiii 将将 代入差模特性，代入差模特性，差分对管输出差值电流为差分对管输出差值电流为 )2(th)(T12C2C1VvBvAiii td t)

17、1n2cos()tcos2x(21x(1n2x(t)1n2cos()x(2)tcos2x()tcos2x(V/Vx.mV26VK300Tq/kTV, tcosVv)V2v()BvA(iii11111n1n1n11n1111Tm11TT1m1112thththth121212TC2C1）数数）次谐波分量的分解系）次谐波分量的分解系）是（）是（式中式中傅里叶级数展开式为傅里叶级数展开式为的的，现令现令时时，当，当式中，式中，表表 4- -2- -1x10.00.51.01.52.02.53.04.05.07.010.0 1(x1)0.00000.12310.23560.33050.45080.46

18、310.50540.55860.58770.61120.62570.6366 3(x1)0.0000 0.0046 0.0136 0.0271 0.0435 0.0611 0.1214 0.1571 0.1827 0.2122 5(x1)0.00000.002260.00970.03550.05750.08310.127321112v )v(g)v(I)V2v()BvA(iii0TC2C1th1n11n1t)1n2cos()x(A2)kT2qv(A)t (I120th 111121)12cos()(2)2(th)(nntnxBkTqvBtg 与二极管电路比较，利用与二极管电路比较，利用，差分，

19、差分对管的输出电流中减少了直流分量与对管的输出电流中减少了直流分量与 p 为偶数为偶数的众多组合的众多组合分量。分量。1n111n22t)1n2cos()x(2)BvA(iiiC2C1图图 4- -2- -2单向开关函数单向开关函数图图 4- -2- -5( (a) ) x 10 时双曲正切函数的波形时双曲正切函数的波形 ( (b) )双向开关函数双向开关函数当当 x1 很大很大( (x1 10 ，即即 V1m 260 mV) )时，时，趋于趋于周期性方波周期性方波，如图如图 4- -2- -5( (a) )，可近似用，可近似用图图 4- -2- -5( (b) ) K2( 1t) 表示，即表

20、示，即)cos2(th11tx )cos2(th11tx )(12tK 当当 x1 很大很大( (x1 10 ，即即 V1m 260 mV) )时时 其付里叶级数展开式为其付里叶级数展开式为)t(K)tcos2x(1211th1n11n12t)1n2cos()1n2(4)1()t(K 优点：两者都减少了优点：两者都减少了 p 为偶数为偶数的众多组合分量。的众多组合分量。 差分对电路无直流分量差分对电路无直流分量，幅度（双向开关）加倍。，幅度（双向开关）加倍。)t(K)BvA()V2v()BvA(iii12212TC2C1th与二极管电路输出比较与二极管电路输出比较)()()()(1121D20

21、tKvvgvtgtIi 差分对差分对电路输出电路输出由组合频率分量表达式由组合频率分量表达式 p,q = | p 1 2|和单向开关函数和单向开关函数 1n1n11t1n21n22121tK )cos()()()(1小结小结：非线性器件构成相乘器电路的两种模式：非线性器件构成相乘器电路的两种模式： v1 和和 v2 直接相乘。必须采取平衡、反馈等措施消除直接相乘。必须采取平衡、反馈等措施消除无用的高阶相乘项，并扩展两输入信号电压的动态范围。无用的高阶相乘项，并扩展两输入信号电压的动态范围。 应用于频谱搬移电路，信号处理电路。应用于频谱搬移电路，信号处理电路。例：对数例：对数- -反对反对数相乘

22、器、双差分对模拟相乘器。数相乘器、双差分对模拟相乘器。 将将 v2 与经非线性变换的与经非线性变换的 v1 相乘。用于频谱搬移电路，相乘。用于频谱搬移电路，例：双差分对平衡调制器，大动态范围平衡调制器，二极例：双差分对平衡调制器，大动态范围平衡调制器，二极管环形混频器。管环形混频器。 4.2.2双差分对平衡调制器和模拟相乘器双差分对平衡调制器和模拟相乘器一、双差分对平衡调制器一、双差分对平衡调制器( (1) )线性时变器件适宜构成频谱搬移电路的原因线性时变器件适宜构成频谱搬移电路的原因线性时变器件输出电流中存在众多组合频率分量，线性时变器件输出电流中存在众多组合频率分量，但但无用无用分量均远离

23、有用分量，易于滤波。分量均远离有用分量，易于滤波。 ( (2) )两种非线器件实现线性时变工作比较两种非线器件实现线性时变工作比较 二极管二极管差分对管差分对管组组 成成 单个非线性器件单个非线性器件多个非线性器件多个非线性器件(差分差分对管对管) 特特 点点信号加在同一器件输信号加在同一器件输入端入端 信号加在不同器件输信号加在不同器件输入端入端 v2 幅度受限幅度受限v2 幅度不受限，幅度不受限，(线性线性)输出电流输出电流 无无 q = 1，p 为偶数组为偶数组合频率分量合频率分量(消除了消除了 q 1 和和p 为偶数为偶数组合的组合的众多频率分量众多频率分量)同左，且无平均分量同左，且

24、无平均分量图图 4- -2- -6 双差分对平衡调制器双差分对平衡调制器原理电路原理电路三个差分对管：三个差分对管：T1、T2 和和 T3、T4 分别由分别由 T5、T6 提供偏置电流，组提供偏置电流，组成的差分对管由电流成的差分对管由电流 I0 提供偏置。提供偏置。v1 交叉地加在交叉地加在 T1、T2 和和 T3、T4 的输入端，的输入端，v2 加在加在 T5、T6 的输入端。的输入端。平衡调制器的输出电流平衡调制器的输出电流 i 和和 i 由上面两差分对输出电流合成。双由上面两差分对输出电流合成。双端输出时，其值为端输出时，其值为i = i i)()()()(34214231iiiiii

25、ii 其中，其中，(i1 i2) 为为 T1、T2 差分对的输出差值电流，差分对的输出差值电流， (i4 i3) 是是 T3、T4 差分对的输出差值电流，它们分别为差分对的输出差值电流，它们分别为双差分对平衡调制器双差分对平衡调制器1. 电路的组成电路的组成)2(thT1634Vviii 故故)2(th)(T165Vviii 其中，其中，i5 i6 是是 T5、T6 对管的输出差对管的输出差值电流，其值为值电流，其值为65ii )2(thT20VvI 所以所以( (4- -2- -23) )2(th)2(thT1T20VvVvIi 此式表明此式表明，双差分对平衡调制器，双差分对平衡调制器仅提供

26、了两个仅提供了两个非线性函数非线性函数( (双曲正切双曲正切) )相乘的特性，不能实现相乘的特性，不能实现 v1 和和 v2 的相乘运算。的相乘运算。 )2(thT1521Vviii i = i i)()()()(34214231iiiiiiii ( (4- -2- -21) )2 工作特性工作特性( (1) )若若 |v1| 26 mV， |v2| 26 mV 。TT2)2(thVvVv 当当 v 26 mV 时时， 0.5；T2Vv2T210T1T204)2(th)2(thVvvIVvVvIi 实现了实现了 v1 和和 v2 的相乘运算。的相乘运算。( (2) )v1 为任意值，为任意值，

27、| |v2| | 26 mV此时，此时，实现线性时变工作状态。实现线性时变工作状态。)2(th)2(thT1T20VvVvIi 设设 v1 = V1mcos It ，将展开，将展开，利用利用( (4- -2- -15) )式式， )2(thT1Vv 111122T0)12cos()(22nntnxvVIi )/(T1m1VVx 可见，线性时变工作时，利用差分对管平衡抵消原理，可见，线性时变工作时，利用差分对管平衡抵消原理，进一步抵消了进一步抵消了q 1，p 为偶数的众多组合频率分量。为偶数的众多组合频率分量。( (3)|)|v1| | 260 mV ，| |v2| | 26 mV 当当 v1

28、= V1mcos It，V1m 260 mV，即，即 x1 10 时，时， )()cos2(th1211tKtx )(2)2(th2122T0T12T0tKvVIVvvVIi 实现开关工作。实现开关工作。3 扩展扩展 v2 的动态范围的动态范围上述上述三种工作特性三种工作特性，均要求，均要求 v2 为小值，使其应用范围为小值，使其应用范围受限。实际电路常受限。实际电路常以扩展以扩展 v2 的的。( (1) )电路电路T5、T6管发射极之间接入负管发射极之间接入负反馈电阻反馈电阻 RE 。为了便于集成化，将电流源为了便于集成化，将电流源 I0 分割成分割成两个两个 I0/2 的电流源。的电流源。

29、 图图 4- -2- -7( (2) )原理原理BE6EeBE52vRivv )/ln(65TBE6BE5iiVvv 又又，Ee65T2)/ln(RiiiVv ， e0E552iIii ，e0E662iIii )/21ln()/21ln(/21/21ln22lnln0e0e0e0ee0e065IiIiIiIiiIiIii 根据根据， 432413121)1ln(xxxxx限制限制 x 值，满足值，满足( (4-2-30) )所以所以发射结反向饱和电流发射结反向饱和电流ESESETBEVvESEIIiVveIiTBlnE 则则 x 的三次方及其以上各次方项可以忽略，的三次方及其以上各次方项可以忽

30、略，0e2265422)()2(1ln1ln/lnIixxxxxxxii ）（）（）（Ee65T2)/ln(RiiiVv Ee0eT/4RiIiV EeeEe0TEe)2()2/2(RirRiIVRi 限制限制 x 值，满足值，满足| |x| |= ( ( 0.5 2re，由由 得得， e0E552iIii ，e0E662iIii 故，由式故，由式( (4- -2- -21) )，平衡调制器平衡调制器的输出差值电流为的输出差值电流为 )2(th2)2(th)(T1E2T165VvRvVviii )2(22eE020erRIvIi 根据式根据式( (4- -2- -30) )| |2ie / I

31、0| | 0.5 和式和式( (4- -2- -31) ) ， v2 允许的允许的最大动态范围最大动态范围 0.5 eE2e2rRvi TE00T0E0eE041)2/2(41)2(41VRIIVIRIrRI )41(TE0VRI TE041VRI 2v2v即：即：例如：例如：已知已知 I0 = 1 mA ，RE = 1k 则则 v2 的的最大动态范最大动态范围围为为( 276 mV，276 mV) )比不加时，扩大了比不加时，扩大了 10 倍以上。倍以上。6565EEiiiiE2eE2e2222RvrRvi 4XFC1596 集成平衡调制器集成平衡调制器图图 4- -2- -8XFC1596

32、 的内部电路及由它构成的双边带调制电路的内部电路及由它构成的双边带调制电路扩展扩展 v 动态范围动态范围可扩展可扩展 v 动态范围的动态范围的双差分对平衡调制器双差分对平衡调制器恒流源恒流源负载电阻负载电阻载波载波调制调制平衡电位器，确平衡电位器，确保保 v = 0 时时 i = 0T7T8 偏置电阻偏置电阻T5T6 偏置电阻偏置电阻T1T2 偏偏置电阻置电阻二、双差分对模拟相乘器二、双差分对模拟相乘器（获得理想输出获得理想输出AMv1v2）1 电路组成原理电路组成原理图图 4- -2- -10模拟相乘器原理电路模拟相乘器原理电路( (1) )组成组成T1 T6 ：可扩展：可扩展 v2动态范围

33、的双差分对平衡动态范围的双差分对平衡调制器。调制器。T7 T10 ：补偿电路，：补偿电路，可扩展可扩展 v1 的动态范围。的动态范围。( (2) )原理原理T7、T8 是将基极是将基极- -集电极短接的差分对管，它的输出集电极短接的差分对管，它的输出差差值电流值电流为为 )2(thTBE8BE7K87VvvIii K87TBE8BE7)2(thIiiVvv 同时，同时， vAB = vBE7+ vBE2 = vBE8+ vBE1vAC = vBE7+ vBE3 = vBE8+ vBE4所以所以 vBE7 vBE8 = vBE4 vBE3= vBE1 vBE2因而，因而，T1、T2 和和 T3、

34、T4 两差分对管的输出两差分对管的输出差值电流差值电流分别为分别为ABCK876TBE3BE4634K875T2BE1BE521)2(th)V2(thIiiiVvviiiIiiivviii 因而双差分对管的双端因而双差分对管的双端输出输出差值电流差值电流i = i i=(i1 + i3) i2 + i4) = (i1 i2) i4 i3) =K8765)(Iiiii K87TBE8BE7)2(thIiiVvv 可见，可见，T7、T8 和和 T1 T4 共同构成两个共同构成两个 (i5 i6) 和和 (i7 i8) 相乘电路，现设法相乘电路，现设法。T5、T6、RE2( (T9、T10、RE1

35、) )：作用：作用：将输入电压将输入电压v2 ( (v1) ) 线性地变换为输出差值电流线性地变换为输出差值电流 。由由(4-(4-2- -31) )式式E110TE111092/42RvIVRvii E220TE22652/42RvIVRvii )41(TE10VRI TE1041VRI 1v)41(TE20VRI 2vTEVRI20416565EEiiiiE2eE2e2222RvrRvi 限定条件：限定条件：| |x| |= 忽略忽略 T1 T4 的基极电流，则的基极电流，则 i9 i10 i7 i8E2E1021E11E220K10965K87654221)()(RRIvvRvRvIIi

36、iiiIiiiii 所所以以当相乘器两输出端接当相乘器两输出端接直流负载电阻直流负载电阻 RC 时，输时，输出差值电压出差值电压 vO = (i i)RC= iRC21M21E2E10C4vvAvvRRIR 式中，式中，AM 为为相乘器的相乘器的增益增益。 2集成模拟相乘器集成模拟相乘器 BG314图图 4- -2- -12( (a) )集成模拟相乘器的内部电路集成模拟相乘器的内部电路双差分对模双差分对模拟相乘器，拟相乘器，实现电流相实现电流相乘乘外接阻扩外接阻扩展展 v2 动围动围恒流源，恒流源，提供偏置提供偏置V- -I 线性线性变换器变换器外接阻扩外接阻扩展展 v1 动围动围4.2.3大

37、动态范围平衡调制器大动态范围平衡调制器 AD630图图 4- -2- -13AD630 组成方框组成方框AD630：用两只增益相同的同相和反相放大器交替工用两只增益相同的同相和反相放大器交替工作而构成的作而构成的平衡调制器平衡调制器。优点：可扩展优点：可扩展 v2 的动态范围的动态范围( (高达高达 100 dB) )。 一、组成原理一、组成原理v2 接法：接法：S 接接 1， A1 和和 A3 级联，为级联，为反相放大器，增益：反相放大器，增益：Avf1= Rf/R1 S 接接 2， A2 和和 A3 级联，为级联，为同放大器，增益：同放大器，增益： Avf2 = 1 + Rf/R2 令增益

38、相等，令增益相等，1 + Rf /R2 = Rf /R1 R1= Rf /R2 图图 4- -2- -13AD630 组成方框组成方框开关开关 S 受比较器受比较器 C 的控制，而比较器的输出的控制，而比较器的输出电平则由输入电压电平则由输入电压 v1 控控制。制。设设 v1 = Vlmcos 1t，正，正半周时半周时 S 接接 2 端；负半周端；负半周接接 1 端，因而合成的输出端，因而合成的输出电压电压 vO 可表示为可表示为)(1221fOtKvRRv 构成工作在开关状态的构成工作在开关状态的平衡调制器平衡调制器。 4.2.4二极管双平衡混频器二极管双平衡混频器二极管双平衡混频器二极管双平衡混频器是另一类工作在开关状态的相乘是另一类工作在开关状态的相乘组件，可构成性能优良的组件，可构成性能优良的混频器混频器。 一、电路组成一、电路组成图图 4- -2- -15( (a) )二极管平衡混频器组成电路二极管平衡混频器组成电路R输入口输入口，vS = Vsmcos ct；L本振口本振口，vL = VLmcos Lt；I 输出口输出口，RL 为负载电阻为负载电阻，取出中频信号取出中频信号。D1 D4 四只二极管四只二极管。若若