Hvad er en frekvensmultiplikator?
En frekvensmultiplikator er en enhed, der producerer et output med en frekvens, der er en ulige eller endda multiple af dens inputfrekvens. For eksempel kan et frekvensmultiplikator for et signal med en frekvens på 100.000 cyklusser pr. Sekund (cps) eller 100 kilohertz (kHz) producere et signal på 200 eller 300 kHz. Frekvensmultiplikatoren bruges almindeligvis i kommunikationskredsløb til fremstilling af den ønskede signalfrekvens med en referencefrekvens.
Hovedmekanismen for en frekvensmultiplikator kaldes ikke-lineær signaloverførsel. Når der ses en frekvensgeneratorudgang på en spektrumanalysator, er der en enkelt lodret linje med en øverste ende på linje med signalets amplitude. Niveauet kan være 1 volt (V). Den vandrette akse angiver frekvensen for dette signal. For eksempel vil frekvensen af et 500 millioner hertz (Hz) eller 500 megahertz (MHz) signal blive indikeret på den horisontale akse af spektrumanalysatoren.
Når referencefrekvensen indføres i en ikke-lineær enhed, såsom en klasse C-forstærker eller en diodedetektor, er resultatet et frekvensspektrum med harmoniske eller multipla af den originale frekvens. Brug af et båndpasfilter med en kapacitet til kun at passere de ønskede udgange, resultatet er den ønskede harmoniske. I eksemplet 500 MHz ovenfor kan en anden harmonisk ved 1.000 MHz afledes.
Frekvensmultiplikator-tilgangen bruges i specielle tilfælde, hvor der kun kræves en udgangsfrekvens på grund af de forskellige kombinationer af båndpassfilter, der er nødvendige for at producere rene sinusformede signaler. For eksempel er 10 milliarder cyklusser pr. Sekund eller 10-gigahertz (GHz) signal muligvis ikke muligt at generere direkte. Det kan være muligt at bruge en 5 GHz oscillator eller frekvensgenerator efterfulgt af en multiplikator og et båndpasfilter indstillet til 10 GHz.
Også kendt som en mixer bruges signalmultiplikatoren i frekvensmodulation (FM) -systemer til at producere en FM-bærer, der forskydes i frekvens til den ønskede transmissionsfrekvens. Blanderen kræver i modsætning til frekvensmultiplikatoren to indgange. Selvom den er udpeget som en analog multiplikator, genererer mixeroutput faktisk summen og forskellene i indgangssignalerne.
Heterostrukturbarrierevaraktoren (HBV) er et specielt back-to-back diode-arrangement, der har en kapacitans, der varierer med spændingen over dioden. En enkeltdiode-varaktor bruger en enkelt diode med en kapacitans, der ændrer sig med niveauet for omvendt forspænding på dioden. Kapacitansen topper sig, når spændingen er nul, mens kapacitansen falder i den positive eller negative sving af spændingen over HBV. Denne egenskab gør HBV anvendelig til frekvensmultiplikation.