В электронике , то клетка Гилберта является типом смесителя . Он производит выходные сигналы, которые пропорциональны произведению двух входных сигналов. Такие схемы широко используются для преобразования частоты в радиосистемах. [1] Преимуществом этой схемы является то, что выходной ток является точным умножением (дифференциальных) базовых токов обоих входов. Как миксер, его сбалансированная работа устраняет многие нежелательные продукты смешивания, что приводит к «более чистому» результату.
Это обобщенный случай ранней схемы, впервые использованной Говардом Джонсом в 1963 году [2], независимо изобретенной и значительно расширенной Барри Гилбертом в 1967 году. [3] На самом деле это конкретный пример «транслинейной» конструкции, токового режима. подход к аналоговой схемотехнике. Особенностью этой ячейки является то, что дифференциальный выходной ток является точным алгебраическим произведением двух его дифференциальных аналоговых токовых входов.
Функция [ править ]
 |  |  |
|---|---|---|
| Ховард Джонс, 1963 год. | Гилберт, 1968 (независимая бета) | Гилберт, позже (зависит от бета-версии) |
В этой топологии есть небольшая разница между ячейкой Джонса и транслинейным множителем. В обеих формах два каскада дифференциального усилителя образованы парами транзисторов с эмиттерной связью (Q1 / Q4, Q3 / Q5), выходы которых соединены (токи суммированы) с противоположными фазами. Эмиттерные переходы этих усилительных каскадов питаются от коллекторов третьей дифференциальной пары (Q2 / Q6). Выходные токи Q2 / Q6 становятся токами эмиттера для дифференциальных усилителей. Упрощенно, выходной ток отдельного транзистора определяется выражением i c = g m v be . Его крутизна g m составляет (при T = 300 k) около g m = 40 I C. Объединение этих уравнений дает i c = 40 I C v be, lo . Однако здесь I C задается как v be, rf g m, rf . Следовательно, i c = 40 v be, lo v be, rf g m, rf , которое является произведением v be, lo и v be, rf . Комбинирование выходных токов двух разностных каскадов дает четырехквадрантную работу.
Однако в ячейках, изобретенных Гилбертом, показанных на этих рисунках [ требуется пояснение ] , есть два дополнительных диода. Это принципиальное отличие, потому что они генерируют логарифм соответствующего дифференциального (X) входного тока таким образом, что экспоненциальные характеристики следующих транзисторов приводят к идеально идеальному умножению этих входных токов на оставшуюся пару (Y) токи. Эта дополнительная топология диодной ячейки обычно используется, когда требуется усилитель, управляемый напряжением (VCA) с низким уровнем искажений . Эта топология редко используется в приложениях радиочастотного смесителя / модулятора по ряду причин, одна из которых заключается в том, что преимущество линейности верхнего линеаризованного каскодаминимален из-за почти прямоугольных сигналов возбуждения на эти базы. На очень высоких частотах менее вероятно, что привод будет прямоугольной волной с быстрым фронтом, когда может быть некоторое преимущество в линеаризации.
В настоящее время функционально похожие схемы могут быть построены с использованием ячеек CMOS или BiCMOS.
См. Также [ править ]
- NE612 , генератор и микшер.
Ссылки [ править ]
- ^ Аллен А. Свит, Проектирование радиочастотных интегральных схем на биполярных транзисторах , Artech House, 2007, ISBN 1596931280, стр. 205
- ^ Джонс, Ховард Э., "Синхронный детектор с двумя выходами, использующий транзисторные дифференциальные усилители" , патент США 3 241 078A (подана: 18 июня 1963 г .; выдан: 15 марта 1966 г.)
- Перейти ↑ Gilbert, B. (декабрь 1968 г.). «Прецизионный четырехквадрантный умножитель с субнаносекундным откликом» (PDF) . Журнал IEEE по твердотельным схемам . СК-3 (4): 353–365. DOI : 10.1109 / JSSC.1968.1049924 .
 | Эта статья про электронику незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее . |
