Qu'est-ce qu'un multiplicateur de fréquence?
Un multiplicateur de fréquence est un appareil qui produit une sortie avec une fréquence qui est un multiple impair ou pair de sa fréquence d'entrée. Par exemple, pour un signal avec une fréquence de 100 000 cycles par seconde (cps) ou 100 kilohertz (kHz), un multiplicateur de fréquence peut produire un signal de 200 ou 300 kHz. Le multiplicateur de fréquence est couramment utilisé dans les circuits de communication pour produire la fréquence de signal souhaitée à partir d'une fréquence de référence.
Le mécanisme principal d’un multiplicateur de fréquence est appelé transfert de signal non linéaire. Lorsqu'une sortie de générateur de fréquence est visualisée sur un analyseur de spectre, il existe une seule ligne verticale avec une extrémité supérieure alignée sur l'amplitude du signal. Le niveau peut être 1 volt (V). L'axe horizontal indique la fréquence de ce signal. Par exemple, la fréquence d’un signal de 500 millions de hertz (Hz) ou de 500 mégahertz (MHz) sera indiquée sur l’axe horizontal de l’analyseur de spectre.
Lorsque la fréquence de référence est introduite dans un dispositif non linéaire, tel qu'un amplificateur de classe C ou un détecteur à diode, il en résulte un spectre de fréquences avec des harmoniques, ou des multiples, de la fréquence d'origine. Si vous utilisez un filtre passe-bande capable de ne transmettre que les sorties souhaitées, vous obtenez l'harmonique souhaité. Dans l'exemple de 500 MHz ci-dessus, une deuxième harmonique à 1 000 MHz peut être dérivée.
L'approche du multiplicateur de fréquence est utilisée dans des cas spéciaux où une seule fréquence de sortie est requise, en raison des diverses combinaisons de filtres passe-bande nécessaires pour produire des signaux sinusoïdaux nets. Par exemple, un signal de 10 milliards de cycles par seconde ou de 10 gigahertz (GHz) peut ne pas être possible de générer directement. Il peut être possible d’utiliser un oscillateur ou un générateur de fréquence de 5 GHz, suivi d’un multiplicateur et d’un filtre passe-bande réglé sur 10 GHz.
Également appelé mixeur, le multiplicateur de signal est utilisé dans les systèmes à modulation de fréquence (FM) pour produire une porteuse FM dont la fréquence est décalée dans la fréquence d'émission souhaitée. Contrairement au multiplicateur de fréquence, le mélangeur nécessite deux entrées. Bien que désigné comme un multiplicateur analogique, la sortie du mélangeur génère en réalité la somme et les différences des signaux d’entrée.
Le varactor à barrière d’hétérostructure (VHB) est un arrangement spécial de diodes dos à dos qui a une capacité qui varie avec la tension aux bornes de la diode. Un varactor à une diode utilise une diode unique avec une capacité qui change avec le niveau de polarisation inverse de la diode. La capacité atteint son maximum lorsque la tension est égale à zéro, tandis que la capacité diminue dans l’oscillation positive ou négative de la tension aux bornes du VHB. Cette caractéristique rend le VHB utile pour la multiplication de fréquence.