Qu'est-ce qu'un mélangeur de fréquence?
Un mélangeur de fréquence est un circuit électrique non linéaire ou multiplicateur capable de produire des fréquences de somme et de différence continues de deux signaux d'entrée ou plus. L'appareil est largement utilisé dans les émetteurs et récepteurs de télécommunications. Les produits mathématiques des signaux sinusoïdaux ont des effets additifs et soustractifs sur les fréquences résultantes. Dans le récepteur superhétérodyne commun, par exemple, les entrées du mélangeur de fréquence sont le signal radiofréquence (RF) entrant et le signal de l'oscillateur local (LO) et la somme ou la différence résultante des deux entrées est la fréquence intermédiaire (IF). Outre les fréquences de somme et de différence, il existe d'autres sorties d'amplitudes plus faibles, notamment des harmoniques de fréquence supérieure ou supérieure.
L'utilisation des étages amplificateurs IF simplifie les premiers étages amplificateurs RF du récepteur. Habituellement, un seul étage avant doit pouvoir être réglé sur la bande du récepteur. Les autres amplificateurs RF situés après le mélangeur de fréquence ne sont accordés que sur l’IF. Un mélangeur spécial appelé mélangeur subharmonique peut entrer une fréquence LO qui est la moitié de la fréquence requise, passer à travers un dispositif non linéaire et générer efficacement un LO à deux fois la fréquence d'origine.
Lorsque des tubes à vide ou des triodes étaient utilisés, une grille entre la cathode et l'anode permettait de contrôler le flux d'électrons. De conception appropriée, la triode était capable d’amplifier les signaux RF et d’osciller en se basant sur les circuits de réservoir à accord passif adaptés comme fréquence de référence. La triode a été développée pour avoir plus d’une grille de contrôle. Au début des années 1900, le convertisseur pentagride était utilisé comme mélangeur de fréquence. Une triode avec quatre réseaux supplémentaires assurait les fonctions d'amplificateur, d'oscillateur et de mélangeur, permettant ainsi à des récepteurs de disposer d'une interface frontale à vide unique.
La modulation en anneau permet d'utiliser des transformateurs et une configuration de diode en pont pour produire la multiplication souhaitée du message et de la fréquence porteuse. Le résultat est un spectre de fréquence avec le message décalé plus haut en fréquence d'une quantité égale à la fréquence porteuse. Du côté du récepteur, le détecteur de produit peut être utilisé pour entrer la porteuse modulée et la fréquence de référence de la porteuse afin de récupérer le message d'origine.
Une cellule de Gilbert est un circuit à transistor bipolaire qui utilise le gain de courant d'étages de transistors bipolaires à couplage direct pour générer la multiplication analogique requise afin de produire des sorties de mélangeur de fréquence. Le premier signal d'entrée est fourni aux bornes de base de deux transistors fonctionnant en paire différentielle, tandis que la deuxième entrée est fournie aux bornes de base de deux paires différentielles de transistors avec des émetteurs fournissant les courants de collecteur pour la paire différentielle de la première entrée. signal. La sortie résultante est disponible sur les capteurs des paires différentielles pour le second signal d’entrée.
Le mélangeur de fréquence peut également fonctionner comme un multiplicateur de fréquence. Si le même signal est appliqué à l'entrée d'un mélangeur de fréquence, les fréquences de sortie comprennent des multiples entiers de la fréquence d'entrée. Les deuxième et troisième harmoniques seront disponibles à la sortie, le deuxième harmonique ayant un niveau supérieur au troisième harmonique.