概述
AD831是一款低失真、寬動態(tài)范圍、單芯片混頻器，適合諸如HF和VHF接收機中的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等應(yīng)用。該混頻器內(nèi)置一個LO驅(qū)動器和一個低噪聲輸出放大器，同時提供用戶可編程功耗和三階交調(diào)截點。

AD831提供+24 dBm三階交調(diào)截點，可實現(xiàn)-10 dBm LO功耗，無需高功耗LO驅(qū)動器，也不存在相應(yīng)的屏蔽和隔離問題，因而與無源混頻器相比，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，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，這些端口可以為交流耦合?；祛l器采用RF和LO輸入的工作頻率可高達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.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。差分輸出來自一對開集，并可通過一個變壓器或電容進行交流耦合，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實現(xiàn)低通濾波器，以便直接在混頻器內(nèi)核處減小諧波，簡化輸出濾波。構(gòu)建正交幅度調(diào)制器或鏡像抑制混頻器時，將兩個AD831相連可對其差分電流輸出求和。

積分低噪聲放大器提供一個單端電壓輸出，并可驅(qū)動濾波器、50 W放大器輸入以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器等低阻抗負載。該器件的小信號帶寬超過200 MHz。連接在引腳OUT和FB之間的單個電阻用來設(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，該混頻器的SSB噪聲系數(shù)在70 MHz時為10.3 dB。與無源混頻器不同，AD831不存在插入損耗，無需外部雙工器，也不需要進行無源端接。

利用可編程偏置特性，用戶可通過降低1 dB壓縮點和三階交調(diào)截點來降低功耗，從而可以在動態(tài)范圍和功耗之間進行權(quán)衡考慮。例如，在蜂窩和雙向無線電基站中，AD831可以用作低功耗第二混頻器，同時依然能提供遠優(yōu)于無源解決方案的性能。
特性

• 雙重平衡混頻器
• 低失真：
  +24 dBm三階交調(diào)截點(IP3)
  +10 dBm 1 dB壓縮點
• 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)動要求：–10 dBm
• 單電源或雙電源供電
• 使用雙電源時為直流耦合
  所有端口都可直流耦合
  無低頻下限—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 由一個混頻器核心、一個限幅放大器、一個低噪聲輸出放大器和一個偏置電路組成（見圖 1）。

混頻器的射頻輸入被轉(zhuǎn)換為差分電流，由一個高線性度跨導(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)動差分對 Q3、Q4、Q5、Q6。本振輸入通過一個高增益、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)動差分對 Q3、Q4 以及 Q5、Q6 的求和節(jié)點，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。

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

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

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。通過將 BIAS 引腳連接到正電源可減小該偏置電流（見圖 3）。對于正常工作，BIAS 引腳應(yīng)連接到正電源。為實現(xiàn)最低功耗，BIAS 引腳應(yīng)直接連接到正電源。對于標稱正電源，調(diào)整范圍為 100mA，在最低功耗時總電流為 45mA。

低通濾波

在混頻器和輸出放大器之間可添加一個簡單的低通濾波器，通過約 14Ω（公差為 20%，相當于 200Ω 并聯(lián) 17Ω）的電阻對內(nèi)部電阻負載進行旁路（見圖 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)，即最接近的標準值。

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 負載（+10dBm）上提供高達 ±1V 峰值的輸出。對于單位增益操作（見圖 5），輸入 VP、IFP、AP 連接到混頻器核心的集電極開路輸出，OUT 連接到 VFB。