MIXER. Ref : Kai Chang FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO

Transkripsi

1 MIXER Ref : Kai Chang 1

2 Dasar2 Mixer Pada dasarnya mixer adalah perangkat pentraslasi frek. Mixer sempurna mengalikan sinyal masukan dng sinyal sinusoida. Hasilnya adalah perkalian campuran yg terdiri dr komponen frek tinggi dan rendah. Syarat perangkat utk mixer : Non linier kuat Noise rendah Distorsi rendah Respon frek baik. Perangkat nonlinier paling sederhana yi dioda barrier Schottky, kapasitansi junction dan tahanan seri rendah, pita lebar, murah. FET digunakan secara luas krn respon frek yg sangat baik, noise rendah, daya lebih besar dan mudah dibuat pd MMIC Klasifikasi mixer : Aktif memiliki gain konversi, FET pasif memiliki loss konversi, dioda 2

3 Diagram blok sistem penerima konversi ganda 3

4 (a) Skema mixer (b) Hasil pencampuran jika frek RF f 1 dicampur dgn frek osilator lokal f 0 4

5 Mixer konversi ke bawah dan mixer konversi ke atas (a) Skema mixer konversi ke bawah (b) Skema mixer konversi ke atas Mixer sempurna mentranslasi frek tanpa menambah noise, gain/loss atau distorsi. Downconverter mentranslasi RF ke IF Upconverter mentranslasi IF ke RF 5

6 Pertimbangan Sistem Penguatan konversi (ke bawah) mixer : G c P P IF RF Penguatan konversi meningkat sampai daya LO mencapai yg menjenuhkan mixer Noise : Sumber noise dominan pd dioda Schottky yi noise termal dan shot noise yg berasal dr emisi carrier Mixer dgn konversi loss rendah cenderung memiliki NF besar. Sumber noise FET yi noise termal dr tahanan source, gate dan drain krn bahan, shot noise krn carrier transport 6

7 Noise Figure sistem : NF N GN out in Daya noise keluaran : N Gk T T B out 0 SSB Daya noise masukan : N in kt 0 B NF sideband pertama : NF SSB1 T 0 T T 0 SSB T 0 : noise suhu sumber RF T SSB : suhu noise mixer SSB 7

8 Jika mixer juga memiliki image sideband, maka : N out Gk 2T0 T SSB B dan N kt B in 0 shg NF SSB2 2T 0 T 0 T SSB NF DSB, sbg jumlah daya noise dr frek RF dan frek bayangan : NF DSB 2T 0 T 2T 0 SSB 8

9 Perangkat Mixer Mixer dioda. (a) Mixer dioda generik (b) Dioda sbg switching mixer 9

10 Dioda : -Tahanan rendah saat teg bias maju -Tahanan tinggi saat teg bias mundur Sinyal RF dikirim ke beban IF diinterupsi saat dioda on dan off 10

11 (a) Sirkit ekivalen dioda pd sinyal besar (b) Sirkit ekivalen dioda pd sinyal kecil C j : kapasitansi junction R j = 1/g : tahanan junction R s : tahanan kombinasi kontak, kanal dan logam juction Schottky 11

12 qv kt Arus junction : I V I S e 1 I S : arus saturasi mundur η : faktor keidealan T : suhu okelvin q : muatan elektron k : Konstanta Boltzman Konduktansi junction sinyal kecil, g(v) : g V V I V q kt I V Kapasitansi junction : j C C J0 : kapasitansi junction bias nol V bi : tegangan built-in V : parameter eksponen, yi harga bervariasi tgt pd metoda pabrikasi dioda 1 C j0 V V bi 12

13 Frekuensi cut off dioda : f C 1 2R Agar ujuk kerja mixer baik, frekuensi cut off paling tidak faktor 10 lebih tinggi dr frekuensi operasi RF S C J 0 Campuran frek di dioda terjadi jika kapasitansi junction dan konduktansi bervariasi waktu thd perubahan teg LO Loss konversi mixer (dalamdb) : L C 10 log Faktor degradasi loss konversi dr mixer dioda ideal : P RF P IF 1 1 r dr : tahananjunction non linier pd frek RF f. R r S dr r dr R S f f c 2 13

14 Shg : R R C 2 S 1 1 dr S J 0 rdr r Dr pers tsb terlihat loss konversi memburuk jika perkalian R S C J0 meningkat. Terdapat ukuran optimum dioda utk frek operasi tertentu. Di frek IF faktor degradasi : 2R r S 2 di 1 rdi : tahanan junction nonlinier pd frek IF. 14

15 Degradasi loss konversi krn parasitik dioda sbg fungsi kapasitansi junction dan frek cutoff dioda silikon. 15

16 Degradasi loss konversi krn parasitik dioda sbg fungsi kapasitansi junction dan frek cutoff dioda planar GaAs. 16

17 (a) Set up pengukuran impedansi dioda pd frek LO (b) Set up pengukuran impedansi dioda pd frek RF (c) Set up pengukuran impedansi dioda pd frek IF 17