Co je to frekvenční mixér?

Frekvenční směšovač je nelineární nebo multiplikátorový elektrický obvod, který je schopen produkovat nepřetržité součtové a rozdílové frekvence dvou nebo více vstupních signálů. Zařízení je široce používáno v telekomunikačních vysílačích a přijímačích. Matematické produkty sinusových signálů mají aditivní a subtraktivní účinky na výsledné frekvence. V běžném superheterodynovém přijímači jsou například vstupy směšovače kmitočtu signál vysokofrekvenční (RF), který přichází, a signál místního oscilátoru (LO) a výsledný součet nebo rozdíl těchto dvou vstupů je střední frekvence (IF). Kromě součtu a rozdílových kmitočtů existují i ​​jiné výstupy v menších amplitudách, včetně vyšších kmitočtů nebo vyšších harmonických.

Použití fází zesilovače IF zjednodušuje první stupně zesilovače RF přijímače. Obvykle musí být v přijímacím pásmu nastavitelné pouze jedno přední rozhraní. Zbytek RF zesilovačů po frekvenčním mixéru je naladěn pouze na IF. Speciální směšovač nazývaný subharmonický směšovač může zadat LO frekvenci, která je polovinou požadované frekvence, projít nelineárním zařízením a efektivně vygenerovat LO ve dvojnásobku původní frekvence.

Když byly použity vakuové trubice nebo triody, byla mřížka mezi katodou a anodou schopna řídit tok elektronů. Správnou konstrukcí triody dokázaly zesílit vysokofrekvenční signály a kmitat vzhledem k tomu, že obvody nádrže byly správně pasivně vyladěny jako referenční frekvence. Trioda byla vyvinuta tak, aby měla více než jednu řídicí mřížku. Na počátku 20. století byl pentagridový převodník používán jako frekvenční směšovač, kde trioda se čtyřmi dalšími mřížkami prováděla funkce zesilovače, oscilátoru a směšovače, což mělo za následek jedno vakuové rozhraní pro přijímače.

Prstencová modulace umožňuje použití transformátorů a konfiguraci můstkové diody k vytvoření požadovaného násobení zprávy a nosné frekvence. Výsledkem je frekvenční spektrum se zprávou posunutou vyšší frekvencí o částku rovnou nosné frekvenci. Na straně přijímače může být detektor produktu použit pro vstup modulované nosné a nosné referenční frekvence pro obnovení původní zprávy.

Gilbertova buňka je bipolární tranzistorový obvod, který využívá proudového zisku přímých vazebních stupňů bipolárního tranzistoru k vytvoření požadovaného analogového násobení k vytvoření výstupů frekvenčního mixéru. První vstupní signál je přiváděn na základní svorky dvou tranzistorů, které pracují jako diferenciální dvojice, zatímco druhý vstup je přiváděn na základní svorky dvou diferenciálních párů tranzistorů pomocí emitorů, které poskytují sběrné proudy pro diferenciální dvojici pro první vstup. signál. Výsledný výstup je k dispozici u kolektorů diferenciálních párů pro druhý vstupní signál.

Míchač frekvence může také fungovat jako multiplikátor frekvence. Pokud je stejný signál přiváděn na vstup směšovače kmitočtu, zahrnují výstupní frekvence celé násobky vstupní frekvence. Druhá a třetí harmonická bude k dispozici na výstupu s druhou harmonickou, která má vyšší úroveň než třetí harmonická.