ミキサーまたは周波数変換ICの選定前に何を確定すべきですか？
RF、局発、IFの全帯域、上側または下側局発注入、イメージと高調波積、受動または能動方式、変換利得・損失、SSBまたはDSB雑音の定義、IIP3とP1dB、局発駆動と漏れ、各ポート間アイソレーション、I/Q平衡、実際の信号源・負荷・フィルタ・測定インピーダンスを確定します。 ミキサーの非線形動作は目的の周波数だけでなく複数の和差成分を生みます。有効な出力は周波数計画、フィルタ、局発品質、3ポートの終端条件で決まります。したがって、選定はスプリアスとブロッカーの表から始め、実装基板での測定までを一つの検証範囲とします。
周波数計画と変換方式を固定する
各動作モードについてRF帯域、局発同調範囲、使用可能なIF帯域を列挙し、上側・下側注入、ゼロIF、低IFまたは高い第1 IF、目的側波帯とイメージ周波数を明示します。公称の和差関係だけでなく、m倍RFとn倍局発による成分がIF、変換器帯域、送信または隣接チャネルへ入らないか確認します。単平衡・二重平衡・三重平衡、受動・能動、基本波・高調波、I/Q・イメージ抑圧方式は、帯域、直流結合、集積度、外部フィルタで選びます。局発バッファ、逓倍器、バラン、利得段を内蔵する場合は外付け回路の境界も変わります。
変換、雑音、ブロッカーを同時に見積もる
変換利得または損失は中心周波数だけでなく、RF・局発・IFの端、温度、電源、規定局発レベルで確認します。受信系ではSSBとDSB雑音指数を区別し、前段損失、IFフィルタ損失、後段利得を含めます。受動方式と能動方式では局発電力、集積度、利得、雑音、線形性の交換条件が異なります。IIP3で二信号相互変調、P1dBで大信号圧縮を評価し、想定ブロッカー印加時の雑音も測定します。局発位相雑音は強い妨害波を目的IFへ変換し、反射性フィルタや不整合は変換リップルを生じます。
配線前に局発、アイソレーション、スプリアスを閉じる
分配器、スイッチ、配線損失、温度を含め、IC端子に到達する局発電力の最小・最大を求めます。駆動不足は変換効率と線形性を落とし、過大駆動は漏れやストレスを増やします。局発からRF、局発からIF、RFからIFへの漏れを別々に評価し、放射、後段の感度低下、IF飽和、反射後の再混合を防ぎます。全同調範囲で高調波、相互変調、強ブロッカー、多搬送波を含むスプリアス表を作成し、プリセレクタ、IFフィルタ、差動抑圧、デジタル処理の担当を決めます。能動変換器では電源雑音、バイアス、停止・起動過渡も含めます。
I/Q平衡と実装後の変換性能を検証する
イメージ抑圧と単側波帯抑圧はI/Q経路全体で決まります。ハイブリッドからI、Q負荷まで、外付けフィルタ、増幅器、配線遅延を含む振幅差と直交誤差を測定します。コモンモード、差動インピーダンス、IFの直流成分、基底帯域またはデジタル補正範囲を定義します。局発、RF、IF配線がパッケージ外で結合しないよう分離し、接地、放熱パッド、測定基準面を維持します。基板上で変換、平坦度、3ポート整合、アイソレーション、P1dB、IIP3、雑音、イメージ抑圧、局発漏れ、対象スプリアス表を周波数、電力、温度、電源の端で測ります。
- RF、局発、IF帯域、上側・下側注入、目的側波帯とイメージ
- 受動・能動・平衡・高調波・I/Q・集積変換方式
- 変換利得・損失、リップル、SSB・DSB雑音、ブロッカー時雑音
- IIP3、P1dB、入力電力、ピーク比、搬送波数、ダイナミックレンジ
- 局発駆動、位相雑音、漏れ、3ポート間アイソレーション、スプリアス表
- I/Q振幅・位相平衡、外部フィルタ、基板配線、実装測定
カテゴリ範囲
本カテゴリは、パッケージまたはベアダイの半導体RF・マイクロ波ミキサーIC、周波数変換IC、MMICを対象とし、受動、能動、平衡、I/Q、イメージ抑圧、単側波帯方式と局発バッファ内蔵品を含みます。コネクタ付きミキサーモジュール、完成したアップ・ダウンコンバータおよびサブシステム、独立したPLL、VCO、シンセサイザICは対象外です。ここではチップレベルの周波数変換、ダイナミックレンジ、スプリアス、分離、実装性能を扱います。