Mixer Spur Calculator

スーパーヘテロダイン受信機では、ミキサーは入力RF信号を局部発振器（LO）と乗算して中間周波数（IF）を生成します。理想的なミキサー出力には、fLO-fRF (目的の IF) と FlO + fRF (フィルタ処理済み) のみが含まれます。ただし、実際のミキサーは非線形デバイスであり、その伝達特性によって LO 信号と RF 信号の両方の高調波が発生します。これらの高調波は相互作用して、すべての周波数 M*Flo +/-N*frf (m と n は非負の整数) でスプリアス出力を生成します。 スプリアスの全次数は m+ n と定義されます。高次数の積は入力信号レベルの (m+n) 乗の程度で減少するため、通常は低次スプリアス (m+ n <= 3) が最も強く、最も問題になります。ただし、減少率はミキサーのトポロジーとドライブレベルによって異なります。 イメージ周波数は最も重要なスプリアス応答の1つです。fLO > fRF (ハイサイドインジェクション) のレシーバーの場合、イメージ周波数はフィマージ=fLO + fIFとなり、これはfLO + fRFにおける1x1スプリアス (m=1、n=1) に相当します。イメージ周波数の信号はすべて目的の信号と同じ IF にダウンコンバートされ、ミキシング後は区別できなくなります。スーパーヘテロダイン設計では、イメージ除去フィルタまたはイメージ除去ミキサアーキテクチャ (HartleyやWeaverなど) が不可欠なのはこのためです。 スプリアス・チャートは、RF および LO 周波数の範囲にわたるすべてのスプリアス生成物を評価するための体系的なツールです。周波数チャートにM*flo +/-N*FRF線をプロットすることで、設計者はどのスパー製品がIF通過帯域内またはIF通過帯域に近いかを特定できます。周波数プランニングの目標は、重要なスパー生成物が目的の IF 帯域と重複しないように LO 周波数と IF 周波数を選択することです。 ダブル・バランス・ミキサーは、偶数次LOおよびRF積（mまたはnでも）を抑制し、シングルエンドまたはシングル・バランス・トポロジーと比べて、問題となるスプリアスの数を大幅に減らすことができます。ダブルバランス型ミキサは、m と n の両方が奇数である製品のみを通過させるのが理想的です。実際には、バランスが有限であれば、偶数次のリークがある程度発生しますが、リークレベルは小さくなります (通常、奇数次積より 20 ～ 40 dB 低くなります)。 IF 周波数を選択する場合、設計者はいくつかの競合する要件のバランスを取る必要があります。IF が高いほどイメージ除去性能は向上しますが (イメージは目的の信号から離れ、フィルタリングしやすくなります)、次数が高いスプリアスは IF 付近でより高密度になります。IF を小さくすると IF フィルタの設計は簡略化されますが、イメージ周波数が目的の RF に近づき、イメージ除去が難しくなります。最近の多くのレシーバでは、これらのトレードオフに対処するためにダブルコンバージョンまたはトリプルコンバージョンのアーキテクチャが採用されています。まず、イメージ除去のために高いIFに変換し、次にチャネル選択性のために低いIFに変換します。