Mixer Spur Calculator

Dans un récepteur superhétérodyne, le mélangeur multiplie le signal RF entrant avec un oscillateur local (LO) pour produire une fréquence intermédiaire (IF). La sortie de mixage idéale ne contient que FlO - fRF (l'IF souhaité) et FlO + fRF (qui est filtré). Cependant, les mélangeurs réels sont des dispositifs non linéaires et leurs caractéristiques de transfert génèrent des harmoniques des signaux LO et RF. Ces harmoniques interagissent pour produire des sorties parasites à chaque fréquence m*FLO +/- n*FRF, où m et n sont des entiers non négatifs. L'ordre total d'un éperon est défini comme m + n. Les éperons d'ordre inférieur (m + n <= 3) sont généralement les plus forts et les plus problématiques car les produits d'ordre supérieur diminuent approximativement en fonction de la puissance (m+n) du niveau du signal d'entrée. Cependant, le taux de diminution dépend de la topologie du mélangeur et des niveaux de lecteur. La fréquence de l'image est l'une des réponses parasites les plus critiques. Pour un récepteur avec FlO > fRF (injection côté haut), la fréquence de l'image est fimage = FlO + FiF, ce qui correspond à l'éperon 1x1 (m=1, n=1) à FlO + fRF. Tout signal à la fréquence de l'image sera converti vers le même IF que le signal souhaité et ne pourra pas être distingué après le mixage. C'est pourquoi les filtres de rejet d'image ou les architectures de mixage de rejet d'image (telles que Hartley ou Weaver) sont essentiels dans la conception superhétérodyne. Un diagramme en éperons est un outil systématique permettant d'évaluer tous les produits parasites sur une gamme de fréquences RF et LO. En traçant les lignes M*flo +/- n*FRF sur un graphique de fréquence, le concepteur peut identifier quels produits d'éperon se situent dans la bande passante IF ou à proximité de celle-ci. L'objectif de la planification des fréquences est de choisir les fréquences LO et IF de telle sorte qu'aucun produit secondaire significatif ne chevauche la bande IF souhaitée. Les mélangeurs à double équilibrage suppriment les produits LO et RF d'ordre pair (même m ou même n), ce qui réduit considérablement le nombre de spurs problématiques par rapport aux topologies asymétriques ou asymétriques. Idéalement, un mélangeur à double balance ne laisse passer que les produits où m et n sont impairs. En pratique, un équilibre fini signifie que certaines fuites d'ordre pair se produisent, mais à des niveaux réduits (généralement de 20 à 40 dB en dessous des produits d'ordre impair). Lors de la sélection d'une fréquence FI, le concepteur doit trouver un équilibre entre plusieurs exigences concurrentes. Un FI plus élevé permet une meilleure réjection de l'image (l'image est plus éloignée du signal souhaité et plus facile à filtrer), mais les éperons d'ordre supérieur deviennent plus denses à proximité du FI. Un IF plus faible simplifie la conception du filtre IF mais rapproche la fréquence de l'image de la RF souhaitée, ce qui rend le rejet de l'image plus difficile. Dans de nombreux récepteurs modernes, une architecture à double ou triple conversion est utilisée pour résoudre ces compromis, en convertissant d'abord vers un FI élevé pour le rejet d'image, puis vers un FI inférieur pour la sélectivité des canaux.