La celda Gilbert se ve correctamente como una puerta EXOR de entradas diferenciales. Con las señales de 200 milliVoltsPeakPeak en RF y en LO, la fuente de corriente será fuertemente dirigida a una u otra salida de "mezclador" en la parte superior.
Si 1 es 200mV más alto que 2, y si 3/6 es 200mV más alto que 4/5, la corriente aparece en la salida izquierda en la parte superior.
Si 2 es alto Y 4/5 es alto, la corriente aún aparece en la salida izquierda en la parte superior.
Este es el comportamiento EXOR.
Sin embargo, la celda de Gilbert (y Barry Gilbert dice gentilmente que hizo la invención del principio translinear para bipolares, pero no inventó la "celda de Gilbert") es muy útil para entradas muy pequeñas en las entradas de RF, mientras que las entradas de LO permanecen fuertemente Overdrive para asegurar que las corrientes estén completamente conmutadas en los 4 mejores transistores. La teoría del ruido dice que los 4 bipolares superiores, que funcionan en modo de base común, contribuyen con muy poco ruido.
Con pequeñas entradas de RF y fuertes entradas de LO, este circuito nos sirve bien como un mezclador de doble equilibrado, donde el "doble equilibrado" nos asegura que la salida contiene muy poca LO y muy poca energía de RF. Esto facilita el filtrado. Las salidas deseadas son la suma de RF y LO, y la diferencia de RF y LO. Así, el RF de la radio FM a 89.5MHz, mezclado con 100.2MHz LO, produjo Suma a 189.7MHz y Diferencia a 10.7MHz; existen circuitos integrados de silicio para manejar la energía de frecuencia intermedia de 10.7.
El nivel de distorsión para la entrada de RF, con los 2 emisores unidos (no hay resistencias entre ellos, para aumentar el rango lineal y reducir la distorsión) se indica mediante los niveles de IP: puntos de intercepción. Tanto para IP2 como para IP3, estos son aproximadamente -10dBv, o aproximadamente 0.316 voltios (1 / sqrt (10)). Estos números no son exactos, y tendrá que averiguar si RMS o Peak o PeakPeak es la dimensión correcta. Willy Sansen tiene papeles sobre esto. Él dice que IM2 es cero (la distorsión del 2º armónico se cancela, por lo tanto, IP2 es infinito) y dice que IP3 es (4 * 0.026 voltios).
Para un excelente filtrado de salida, considere este circuito:
simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab
Aquí está el enlace al capítulo 18 sobre distorsión
Por cierto, debido a la baja densidad de ruido (un poco más de 50 ohmios, pero no hay magia en eso) de este Mezclador, puede llevar la Antena a un circuito de emparejamiento único a diferencial más que impulsa directamente los dos pines RF de esta celda de Gilbert.
El NE602, primero diseñado por Signetics en Sunnyvale, luego adquirido por Philips, ahora es un producto NXP. La celda Gilbert se utiliza en otros circuitos integrados NXP para circuitos de bucle de fase bloqueada, por ejemplo, un decodificador de tono NE567.