Администрирование Железо Смеситель NE602 Wed, May 23 2018  

Поделиться

нашли опечатку?

Пожалуйста, сообщите об этом - просто выделите ошибочное слово или фразу и нажмите Shift Enter.


Смеситель NE602 Печать
Добавил(а) microsin   

NE602 (и его аналоги NE612, SA602A, SA612A) это маломощный VHF двойной балансный смеситель с входным усилителем, встроенным генератором и регулятором напряжения. Предназначен для высокопроизводительных, мало потребляющих энергию систем связи. Гарантированные параметры SA602A делает это устройство хорошо подходящим для приложений сотовой радиосвязи. Микшер основан на ячейке умножителя Гилберта, который дает приблизительно усиление 18 dB на частоте 45 МГц. Генератор хорошо работает на частоте до 200 МГц. Он может быть сконфигурирован как кварцевый генератор, настраиваемый генератор на основе колебательного контура, или как буфер для внешнего генератора. Для больших частот вход LO может управляться внешним буфером. Шум на 45 МГц обычно меньше 5dB. Усиление, производительность, малое потребление и шумовые характеристики делают SA602A хорошим выбором для оборудования, эффективно работающего от батарей. Более поздние NE612 или SA612 являются улучшенным эквивалентом, полностью совместимым по выводам.

Примечание: SA612A дает усиление 14 dB или больше на частоте 45 МГц, и предназначен для работы с сигналами до 500 МГц. Шум на частоте 45 МГц составляет меньше 6 dB.

SA602A и SA612A доступны в 8-выводном миниатюрном корпусе SO8, NE602 и NE612 и доступны также в корпусе DIP8.

NE602 block diagram fig01

Рис. 1. Блок-схема смесителя NE602 (и его аналогов SA602, NE612 и SA612A).

Основные особенности смесителя SA602A:

• Малое потребление тока обычно 2.4 mA.
• Низкий уровень шума: < 4.7 dB на частоте 45 МГц.
• Высокая рабочая частот.
• Отличные параметра усиления и чувствительности.
• Малое количество внешних компонентов, подходит для использования с кварцевыми и керамическими фильтрами.
• SA602A удовлетворяет спецификациям сотовой радиосвязи.
• SA612A работает на частотах до 500 МГц.
• Низкая цена.

Области применения:

• Смесители/генераторы сотовой радиосвязи.
• Беспроводные телефоны.
• Сонары, радиобуи.
• Портативные и коммуникационные радиоприемники.
• VHF-трансиверы.
• Организация радиоканалов передачи данных.
• Конвертеры частот HF/VHF.
• Широкополосные локальные сети (LAN).

NE602 pinout SO8 fig02

Рис. 2. Цоколевка выводов SA602A, SA612A, NE602, NE612.

Таблица 3. Описание выводов SA602A, SA612A, NE602, NE612.

№ выв. Мнемоника Описание
1 IN_A RF input A (вход радиочастоты A)
2 IN_B RF input B (вход радиочастоты B)
3 GND Ground, минус питания и общий провод всех сигналов.
4 OUT_A Mixer output A (выход смесителя A)
5 OUT_B Mixer output B (выход смесителя B)
6 OSC_B Вход генератора (база транзистора)
7 OSC_E Выход генератора (эмиттер транзистора)
8 VCC Плюс напряжения питания.

[Функциональное описание]

SA602A/SA612A работает как ячейка Гилберта, гетеродин/буфер и скомпенсированный по температуре генератор напряжения цепей смещения (bias network), как показано на рис. 3. Ячейка Гилберта это дифференциальный усилитель (входов IN_A и IN_B), управляющий балансной ячейкой переключения. Дифференциальный входной каскад дает усиление сигнала, определяет кривую распределения шума и определяет сигнальную производительность системы.

NE602 equivalent circuit fig03

Рис. 3. Эквивалентная схема.

SA602A разработан для обеспечения оптимально низкого потребления энергии. При использовании на 45 МГц совместно с SA604A в качестве радиоприемника (вторая ПЧ и демодулятор) SA602A может принимать сигналы уровня -119 dBm при отношении сигнал/шум 12 dB. Типовое значение параметра IP3 составляет -13 dBm (с приблизительным усилением +5 dBm из-за наличия каскада усилителя RF). Разработчик системы должен учитывать это значительное ограничение для обработки сигнала. При разработке LAN или других закрытых систем, где используются высокие уровни сигнала и не критичны проблемы малых сигналов или отношений сигнал/шум, на входе SA602A должны применяться делители сигнала.

Примечание: для SA612A параметр IP3 составляет примерно -15 dBm.

Кроме низкого потребления энергии при работе в диапазоне VHF, микросхема SA602A/SA612A разработана для гибкого применения. Выводы входов, RF-смесителя и гетеродина поддерживают различные конфигурации с определенными ограничениями, описанными далее.

Смеситель. Входы RF (IN_A и IN_B) получают смещение внутри микросхемы и являются симметричными. Эквивалентное AC-сопротивление по входу составляет примерно 1.5 kΩ и 3 pF на частоте 50 МГц. Выводы IN_A и IN_B можно менять местами, однако на них не должно подаваться внешнее смещение DC. На рис. 4 показаны типовые конфигурации входа.

NE602 input configuration fig04a NE602 input configuration fig04b NE602 input configuration fig04c
a) Одиночный настраиваемый
вход
b) Балансный вход (для
подстройки фильтров
второго порядка)
c) Одиночный не настраиваемый
вход

Рис. 4. Варианты подключения входов SA602A/SA612A.

Выходы смесителя (выводы OUT_A и OUT_B) также имеют внутреннее смещение. Каждый выход подключен внутри микросхемы к + питания через резистор 1.5 kΩ. Это позволяет использовать как прямое терминирование выхода, так и реализацию балансного выхода. На рис. 5 показаны 3 примера одиночного выхода и балансный выход.

NE602 output configuration fig05a NE602 output configuration fig05b
a) Одиночный выход
с керамическим фильтром
b) Одиночный выход
с кварцевым фильтром
NE602 output configuration fig05c NE602 output configuration fig05d
c) Одиночный выход
с трансформатором ПЧ (IFT)
d) Балансный выход
с трансформатором.

Рис. 5. Конфигурации выхода.

Гетеродин. Генерация может работать на частотах до 200 МГц на основе кристалла или настраиваемой индуктивности (LC-контур, tuned tank [2]). Верхний предел определяется добротностью контура (Q) и требуемыми уровнями. Чем выше Q контура и меньше требуемые уровни генерируемого сигнала, тем выше может быть частота гетеродина. Если требования к LO выходят за ограничения для генерации, или в системе должен применяться внешний LO, то внешний сигнал гетеродина может инжектироваться в вывод OSC_B (ножка 6) через блокирующий DC конденсатор. Уровень P2P сигнала внешнего LO должен быть как минимум 200 mV и желательно не более 300 mV.

Рис. 6 показывает несколько проверенных схем гетеродина. Рис. 6a подходит для сотовой радиосвязи, здесь применяется генерация на гармонике кварца (overtone mode). Конденсатор C3 и индуктивность L1 подавляют генерацию на основной частоте кварца. Когда кварц работает на своей основной частоте, цепочка подавления не применяется.

NE602 oscillator circuits fig06a NE602 oscillator circuits fig06b NE602 oscillator circuits fig06c
a) Емкостная трехточка
(генератор Колпитца)
с кварцевым резонатором.
Кварц работает на третьей
гармонике.
b) Емкостная трехточка
с колебательным контуром.
c) LC-генератор Хартли.

Рис. 6. Схемы гетеродина.

Рис. 7 показывает схему генератора "емкостная трехточка" (генератор Колпитца), где колебательный контур настраивается варикапом (varactor). Ниже на этом рисунке показаны варианты буферных каскадов, которые необходимо подключать к выходу такого генератора. Показанные схемы применяются для приложений, где генерируемая частота управляется ФАПЧ синтезатора. Здесь важно применить буфер на выходе, чтобы выбросы переключения первого счетчика или прескалера не попадали в спектр генератора.

NE602 Colpitts oscillator for synthesizer fig07

Рис. 7. Генератор с применением управления частотой на основе варикапа (применяется в синтезаторах).

Двухзатворный транзистор MOSFET дает оптимальную изоляцию и малый ток потребления. Транзистор FET представляет решение с хорошей изоляцией, малым током потребления, в то время как биполярные транзисторы предоставляют простое решение для не критичных приложений. Получение требуемого уровня входного сигнала для обеспечения корректной работы системы достигается резистивным делителем в схеме эмиттерного повторителя.

На частоте выше 100 МГц гетеродин может не запуститься, если Q контура слишком низкая. Резистор 22 kΩ от вывода OSC_E (ножка 7) на землю увеличивает DC-ток смещения транзистора гетеродина. Это улучшает рабочие AC-характеристики транзистора, что помогает в запуске гетеродина. Резистор 22 kΩ не влияет на другие внутренние DC-смещения устройства, однако следует избегать малых значений этого резистора.

NE602 typical application fig08

Рис. 8. Типовая схема практического применения для беспроводной связи.

Таблица 4. Предельные значения (указаны в соответствии с Absolute Maximum Rating System IEC 60134).

Парам. Описание Min Max Ед.
VCC Плюс напряжения питания. - 9 V
Tstg Температура хранения -65 +150 °C
Tamb Окружающая рабочая температура -40 +85 °C

Таблица 5. Статические характеристики. Tamb = 25°C, VCC = +6 V, если не указано что-то другое (см. рис. 15).

Парам. Описание Min Nom Max Ед.
VCC Плюс напряжения питания. 4.5 - 8.0 V
ICC Ток потребления. - 2.4 2.8 mA
Zth(j-a)
Термосопротивление между кристаллом и окружающей средой. - - 90 °C/W

Таблица 6. Динамические характеристики. Tamb = 25°C, VCC = +6 V, если не указано что-то другое (см. рис. 15).

Парам. Описание Условия                       Min Nom Max Ед.
fi Входная частота.   - 500 - МГц
fosc Частота генератора.   - 200 - МГц
NF Уровень шума (noise figure). На частоте 45 МГц. - 5.0 5.5 dB
IP3i Интермодуляционные искажения IP3. Вход RF = -45 dBm;
RF1 = 45.0 МГц;
RF2 = 45.06 МГц
- -13 -15 dBm
Gconv Усиление при преобразовании (conversion gain). На частоте 45 МГц. 14 17 - dB
Ri(RF) Входное сопротивление для радиочастоты.   1.5 - -
Ci(RF) Входная емкость для радиочастоты.   - 3 3.5 pF
Ro(mix) Выходное сопротивление смесителя. Выводы OUT_A, OUT_B - 1.5 -

NE602 supply current versus temperature fig09 NE602 conversion gain versus temperature fig10
Рис. 9. Зависимость тока потребления от температуры. Рис. 10. Зависимость усиления при преобразовании от температуры.
NE602 third order intercept point versus temperature fig11 NE602 noise versus temperature fig12
Рис. 11. Зависимость IP3 от температуры. Рис. 12. Зависимость шума от температуры.
NE602 third order intercept and compression fig13 NE602 input third order intercept point versus supply voltage fig14
Рис. 13. IP3 и компрессия. Рис. 14. Зависимость IP3 от напряжения питания.

NE602 test sch fig15

Рис. 15. Схема тестирования.

[Словарик]

AC переменный ток.

BIAS смещение по постоянному току.

DC постоянный ток.

dBm (иногда то же самое обозначают как dBmW, или децибел-милливатты) аббревиатура для соотношения мощности в децибелах (dB), выраженной относительно 1 милливатта (mW) [3].

FET Field-Effect Transistor, полевой транзистор.

HF High Frequency, высокая частота.

IF Intermediate Frequency, промежуточная частота, ПЧ.

IFT Intermediate Frequency Transformer, трансформатор ПЧ.

IP3 характеристика нелинейности тракта по точке пересечения интермодуляции третьего порядка (см. Википедию).

LAN Local Area Network, локальная сеть.

LO Local Oscillator, локальный гетеродин.

MOSFET Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor, полевой транзистор с изолированным затвором.

PTP peak-to-peak, пик-то-пик, размах сигнала между нижним и верхним уровнями.

Q добротность колебательного контура.

RF Radio Frequency, радиочастота.

S/N Signal-to-Noise ratio, соотношение сигнал/шум.

VHF Very High Frequency, очень высокая частота.

[Ссылки]

1. Ячейка Гилберта - Википедия site:wikipedia.org.
2. LC circuit - Wikipedia site:wikipedia.org.
3. Преобразование мощности в другую форму по заданному сопротивлению нагрузки и типу сигнала.

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Top of Page