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下变频器把RF和微波信号转换成可以被发送到模数转换器作进一步处理的较低频率的IF信号。人们通常使用混频器来实现下变频，但这个功能也可以用采样结构来实现。后一种方法允许把ADC时钟作为系统LO，可以极大地简化RF前端架构。采样下变频可以一步完成，而不像在一些超外差收音机接收器中那样需要多个(依赖于输入频率)混频器和LO。 在高速数字转换器前面的高带宽采样保持器允许使用“带通采样”或“欠采样”。只要信号的带宽在数字转换器的奈奎斯特频段内，就可以对远高于ADC的奈奎斯特范围的信号进行采样而不会产生混迭失真。这种采样器可以把该ADC的模拟带宽扩展到微波或毫米波波段。在过去，采样器的性能无法满足许多下变频应用的要求，特别是在互调失真和动态范围方面。然而，该公司的创新极大地改善了采样器的性能，使采样下变频成为一种对雷达、通讯、和电子战和电子智能领域中的许多应用有吸引力的方案。在采样下变频过程中(图4)，RF信号经下变频采样器采样并转换成脉冲输出，其幅度正比于输入RF信号在采样时刻的幅度。然后，输出或IF脉冲被放大并发送到带有内置T/H放大器(通过定时来保持脉冲峰值)的ADC。 该公司的创新已极大地改进了采样下变频器的性能。该公司今年早期推出了第一个宽带下变频采样器模块(DCSM)系列。这些产品的带宽为从直流到25GHz、采样速率为2G次采样/s、IF带宽为13GHz，在0dBm输入水平，无杂波动态范围(SFDR)典型值优于?C60dBc。对0dBm输入水平，三阶截取点功率高达+32dBm。该公司目前提供采用VME或紧凑PCI格式的采样下变频模块(model 7600)和采样下变频板(model 7620)。每块板包含一个采样模块、IF链和一个功率转换器。 这种新型下变频器产品的最初用户提供了非常正面的反馈。与该公司合作实现这些新产品的NAVAIR 公司多波段SAR项目经理Stephen Krasznay指出：“PSPL下变频器是缺失的一环。很长时间以来雷达界就希望在天线上直接把RF信号数字化。以1GHz带宽直接采样高频(即10GHz)RF信号并直接与COTS数字转换器耦合同时保证整个过程的高性能，PSPL下变频器终将可以使这个目标得以实现。” 该公司的采样器也可以用于扩展ADC的工作范围。由于回转率(slew-rate)受到限制和T/H放大器的动态非线性，当输入信号逼近ADC的幅度限制和ADC前面的T/H放大器的模拟带宽时，ADC存在SFDR衰减问题。这些非线性是频率的函数，难以通过数字信号处理得到校正。如果在T/H放大器前面使用该公司的采样器，则可以使提供给ADC的信号波形与输入频率无关(因为ADC处理的是来自采样器的IF信号)。该技术有效地把ADC的动态非线性转变成可以通过DSP校正的静态非线性(图5)。 宽待采样上变频使用了一种与采样下变频器非常相似的架构(图6)。这个单通道实时系统例子把采样脉冲调制器与DSP、数模转换器(DAC)和IF信号处理电路配合使用。该电路把数字基带信号馈送到DAC并调整相位交变脉冲串(单循环)的包络线。采样器选通包含一个由基本LO正弦波或乘法LO正弦波驱动的基于NLTL的脉冲形成网络。通过调整变极性单循环RF脉冲的形状和时间偏移使在期望输出频率波段的谱功率达到最大。该公司已经成功地对一种采样上变频器建立了一些原型并测试了其特性，并打算在不久的将来推出该产品。 NLTL电路不仅可用于制造高品质的采样选通发生器，也可用于制造高品质的梳状发生器。梳状发生器以前大多使用SRD来实现，但SRD存在一些缺点，如相位噪声偏大。在以大的反向恢复电流从正向偏置转换到反向偏置的过程中，SRD器件通过扫除在耗尽区中存储的少数载流子形成陡边沿并产生谐波。因而，SRD存在重组噪声及射击噪声(shot noise)问题。在时域，这些过程使输出脉冲产生时序抖动，在频域，这些过程表现为在理想频率乘法器的传统的20logN(N是倍率因子)基线提高之上附加额外的相位噪声。这将使输出相位噪声增加6dBc/Hz或更多。 NLTL使用与基于SRD的元件完全不同而与基于肖特基变容二极管的频率乘法器关系更密切的物理机制来实现频率乘法。NLTL基本上属于无源型(尽管是非线性的)多数载流子器件，没有重组和射击噪声问题，相位噪声性能要好得多。 除了相位噪声低之外，同基于SRD的窄带梳状发生器相比，基于NLTL的梳状发生器还有其它几个优点。典型地，基于SRD的梳状发生器所产生的频率低于输入频率范围的5%，而且只能产生一些特定频率的信号。因为NLTL线本质上是宽带的，可以使单一器件的输出范围远高于输入范围的二倍。另外，因为NLTL的转换时间更快，与SRD梳状发生器相比，可以使用更高的输入频率，而且在较高次谐波中有较大的功率。基于NLTL的梳状发生器很适于宽带应用(70到100GHz)。 今年早期，该公司推出了一个基于NLTL技术的梳状发生器系列。这些梳状发生器的输入范围为80 MHz到2 GHz，输出频率最高达50GHz。图7给出了SRD梳状发生器商品与该公司的NLTL梳状发生器的残留相位噪声测量结果对比。对于NLTL，10次谐波相位噪声的测量结果为相位噪声测量系统的热噪声基底(在200MHz为-177dBc/Hz)。 作者：Steven H. Pepper、Kipp Schoen | 
