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Aktive Mischer – Teil 2 Multiplikative Mischer am Beispiel eines Dualgate-Feldeffekt-Transistors

Aktive Mischer – Teil 2 Multiplikative Mischer am Beispiel eines Dualgate-Feldeffekt-Transistors. Von Ulrich Hilsinger – EN8 – WS2000/2001. Multiplikative Mischung. Bei multiplikativer Mischung werden Signal- und Pump- (LO-) Spannung zwei getrennten Steuereingängen zugeführt.

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Aktive Mischer – Teil 2 Multiplikative Mischer am Beispiel eines Dualgate-Feldeffekt-Transistors

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Presentation Transcript

  1. Aktive Mischer – Teil 2Multiplikative Mischeram Beispiel eines Dualgate-Feldeffekt-Transistors Von Ulrich Hilsinger – EN8 – WS2000/2001

  2. Multiplikative Mischung • Bei multiplikativer Mischung werden Signal- und Pump- (LO-) Spannung zwei getrennten Steuereingängen zugeführt. • Es gibt vier Typen multiplikativer Mischer: • Mehrgitter-Röhren • Doppelgate-MOS-Feldeffekttransistoren • Schaltungen mit Bipolartransistoren • Gegentaktdiodenmischer

  3. Dualgate-MOSFET-Mischer PrinzipschaltbildAufbau des Dualgate-FETs

  4. Dualgate-FET-Mischerschaltung (Darstellung des Dualgate-FETs durch 2 FETs, nach [2])

  5. Dualgate-MOSFET-Mischer Für den Drain-Strom gilt: S sind die Steilheiten bezogen auf das jeweilige Gate. Nach weiteren Umformungen [1] ergibt sich, daß bei der Mischung beider Eingangssignale am Ausgang neben den Eingangssignalen weitere Komponenten mit der Summen- und Differenzfrequenz des Eingangssig-nals ergeben. Für die Steilheit werden dabei lineare Funktionen angenommen. Durch Nichtlinearitäten entstehen allerdings weitere Komponenten!

  6. Ausgangsspektrum Theorie: Mit n und m = 1 sollten neben den Eingangssignalen also folgende Frequenzen auftreten (Eingangsfrequenzen 1 GHz und 11 GHz): | 11 GHz + 1 GHz| = 12 GHz | 11 GHz – 1 GHz| = 10 GHz |-11 GHz + 1 GHz| = 10 GHz |-11 GHz - 1 GHz| = 12 GHz fLO = 11 GHz fS = 1 GHz PLO = 3 dBm PLO = -17 dBm

  7. Ausgangsspektrum fLO = 11 GHz fS = 1 GHz PLO = 3 dBm PLO = -17 dBm

  8. SCHÖN WÄR‘S ......

  9. Mischprodukte höherer Ordnung • Die Kennlinie ist nichtlinear, das LO-Signal hat Oberwellen, ..... • Es entstehen weitere Komponenten für m und n  1, Intermodulationsprodukte, .... Die Zusammensetzung des Ausgangssignals hängt davon ab, in welchem Bereich der Kennlinie der Transistor arbeitet. • In Serenade SV 8.5 sind bis zu 31 Spektrallinien darstellbar, Einstellung im Frequenzblock mit nLo (Zahl der LO-Vielfachen) und nBand (Zahl der Seitenbänder. Zuerst nBands = 2 und nLO = 3, nachfolgend nBands = 3 und nLO = 4

  10. Mischprodukte höherer Ordnung

  11. Noch mehr Mischprodukte....

  12. Literaturverzeichnis [1] Rainer Geißler/Werner Kammerlohrer/Hans Werner Schneider: Berechnungs- und Entwurfsverfahren der Hochfrequenztechnik, Kapitel 2.2.: Multiplikative Mischung (Vieweg-Verlag) [2] Zinke/Brunswig: Hochfrequenztechnik 2 – Elektronik und Signalverarbeitung, 4. Auflage, Kapitel 7.4.2.5.: Dual-Gate-FET (Hrsg.:Vlcek und Hartnagel, Springer-Lehr-buch-Verlag)

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