Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
Архитектура и схемотехника управляемых усилителей и смесителей сигналов
Прокопенко Н Н, Будяков П С,
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В главе 1 рассмотрены базовые структуры аналоговых смесителей с малым напряжением питания (±1,5...2 В), свойственные для современных SiGe технологий, на основе двух несимметричных дифференциальных каскадов с однофазным управлением по каналу Y, а также показаны варианты схем со способами смещения нуля характеристики управления. Проведенное компьютерное моделирование показало, что положительный коэффициент усиления таких схем изменяется при напряжении управления от –50 до 70 мВ. Представлены схемы АПН на основе четырех дифференциальных каскадов с противофазным и однофазным управлением по каналу Y, причем входные сигналы X и Y, можно подавать от общей шины источника питания при использовании двухполярного питания.
Так же рассмотрены схемы на основе модифицированной ячейки Гильберта с повышенной симметрией каналов передачи напряжения ux, что позволяет расширить полосу пропускания АПН и уменьшить погрешность перемножения и смесители сигналов в базисе элементов BiFET-технологий.
Во второй главе приведены схемотехнические методы, обеспечивающие уменьшение влияние емкостей на подложку источников опорного тока и транзисторов, емкостей коллектор-база в классических управляемых усилителях (УУ), входных логарифматорах аналоговых перемножителей, смесителях и других нелинейных функциональных узлах систем связи, результаты исследований смесителей с расширенным диапазоном рабочих частот.
Третья глава посвящена разработке смесители с обратной связью по синфазному сигналу. Рассматривается обеспечение в АСС малых значений постоянной составляющей выходного синфазного напряжения U вых.с ≈ 0 и его высокой стабильности при температурных и иных внешних воздействиях. Обсуждены реализации аналоговых перемножителей напряжения с модифицированным (в сравнении с классическим АПН на ячейке Джильберта) алгоритмом управления эмиттерными токами входных транзисторов
В четвертой главе приведены результаты исследований смесителей с однофазным управлением по каналу «Y», реализующиеся на транзисторах SiGe техпроцесса с малым напряжением питания и обеспечивающие высокую линейность перемножения.
В пятой главе рассмотрены способы повышения коэффициента усиления по напряжению смесителей на основе ячейки Гильберта, не повышая при этом напряжение питания и сопротивление резисторов нагрузки.
Шестая глава посвящена методам построения аналоговых перемножителей напряжения (АПН) с RC-связью. Применение таких методов позволяет согласовать входы АПН с источниками сигнала и подавать сигналы без дополнительного смещения потенциала, а так же в некоторых случаях понизить уровень нежелательных гармоник.
В седьмой главе приведены архитектуры управляемых усилителей, на основе которых могут быть реализованы аналоговые смесители и перемножители сигналов.
В восьмой главе рассмотрены особенности архитектур аналоговых перемножителей с малым напряжением питания на основе SiGe технологий и предложения по расширения динамического диапазона.
Девятая глава посвящена методам построения АПН на базе дифференциальных каскадов с управляемой глубиной местной отрицательной обратной связи и формировании условий для электронного управления коэффициентом усиления по напряжению.
В десятой главе обсуждена схемотехника аналоговых перемножителей сигналов двухполюсных сенсоров неэлектрических величин (фотодатчик, магниторезистор, тензодиод, датчик давления и т.п.), обеспечивающих четырехквадрантное перемножение.
В одиннадцатой главе приведены архитектуры АПН на базе комплементарных дифференциальных каскадов, в которых сигнал управления uy и входной сигнал ux подаются на соответствующие входы относительно общей шины без разделительных конденсаторов и синфазным построением цепи управления коэффициентом усиления.
Двенадцатая глава посвящена схемотехнике аналоговых перемножители сигналов на базе каскодных усилителей, которые благодаря слабой внутренней обратной связи относятся к числу наиболее высокочастотных. Рассмотрены варианты построения выходных составных транзисторов, приведены результаты моделирования.
В тринадцатой главе проведено сравнение параметров низковольтного аналогового СВЧ смесителя на основе токовых зеркал
и классической
ячейки Гильберта с помощью САПР Cadenceна моделях SiGe технологического
процесса. Предлагаемая схема АПН по результатам оказалась
работоспособна при напряжение питания (±1,5 В), по сравнению с ±5 В
у ячейки Гильберта, так как не содержит многоярусной архитектуры.
В четырнадцатой главе обсуждены архитектуры аналоговых квадраторов (АК) на основе дифференциальных каскадов с нелинейной коррекцией проходной характеристики. Данная концепция построения АК позволяет реализовать широкую гамму данных устройств с набором различных свойств по усилению, энергопотреблению, подавлению нежелательных спектральных составляющих, требованиями к симметрии входных сигналов и входным фазорасщепителям.