[心得] Passive Mixer
以下是假設passive double balance power mixer
1.有2個設計參數,switch quad的device size,和LO 的dc voltage
2.device size的決定:Gain 正比於width, width又正比於Cgg.
可以找到一組同時滿足Cgg跟Gain的device width
3.決定device size,再來決定LO 的dc voltage,簡稱為VLO
根據VLO的可以決定switch on/off的週期。
若VLO>Vth,稱為make-before-break，switch on的週期>50%
若VLO=Vth，稱為sine wave drive, switch on的週期=50%
若VLO<Vth，稱為break-before-make，switch on的週期<50%
passive mixer的gain跟linearity是互相trade-off的。
在break-before-make這個case中，若把switch on的週期調成just one instant
理論上可以得到gain=1的情況。
然後，因為它所混頻出來的訊號在zero crossing是具有很嚴重的不連續
(因為大部份的時間都沒有導通)，所以它的線性度會有很嚴重的phase modulation
而產生distortion。一般來講，在同時考慮gain跟線性度，
會把Vg設計在 具有50%的switch on時間。
4.再來是做更深入的探討:
以下假設VBB=filter的common mode voltage,
ABB=baseband的AC swing amplitude
ALO=LO的swing amplitude
1)在極端的case中:
switch on: VLO+ALO > VBB+ABB+Vth
switch off: VLO-ALO <VBB-ABB+Vth
以上可以定出來VLO的操作range(相較於active mixer，是非常的limited)
2)另外，passive mixer的Vout其實就是input經過一個非理想的開關，
switch on時, Vout=Vin; switch off時, Vout=VBB (經由大電阻)
Vout,max:
當switch on時:VLO+ALO >VBB+ABB+Vth時
--> Vout,max=VBB+ABB
Vout,min:
當switch on時:VLO+ALO >VBB-ABB+Vth時
--> Vout,min=VBB-ABB
-->在前面所推論出來，VLO有其操作的range，所以由此可知，
在有限的VBB,Vth,ALO情況下，Vout一定都是卡到Vout,max，而不是卡在Vout,min
3)為了讓Vout,max不易卡到，我們可以這麼做:
1.加大ALO的swing大小，但是這個有電路實現的問題。
2.減少Vth，可以利用body bias
5.結論:在power mixer的設計上，passive mixer可以省去很可觀的電流。
但是它有其諸多缺點:
1)線性度不會比active mixer來的好。
2)前面的filter出來，看到的是一個low impedance的load，會有一些的信號loss
3)沒有切Gain的能力，這會增加前一級filter的負擔。
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