Co to jest mikser częstotliwości?
Mikser częstotliwości to nieliniowy lub zwielokrotniony obwód elektryczny, który jest w stanie wytwarzać ciągłe częstotliwości sumowania i różnic dwóch lub więcej sygnałów wejściowych. Urządzenie jest szeroko stosowane w nadajnikach i odbiornikach telekomunikacyjnych. Matematyczne produkty sygnałów sinusoidalnych wywierają addytywny i odejmujący wpływ na wynikowe częstotliwości. Na przykład we wspólnym odbiorniku superheterodynowym wejściami miksera częstotliwości są nadchodzący sygnał częstotliwości radiowej (RF), a sygnał lokalnego oscylatora (LO), a wynikową sumą lub różnicą dwóch sygnałów wejściowych jest częstotliwość pośrednia (IF). Oprócz częstotliwości sumowania i różnic, istnieją inne wyjścia o mniejszych amplitudach, w tym harmoniczne o wyższej częstotliwości lub wyższym rzędzie.
Zastosowanie stopni wzmacniacza IF upraszcza pierwsze stopnie wzmacniacza RF odbiornika. Zwykle tylko jeden front-end musi być dostrojony w paśmie odbiornika. Reszta wzmacniaczy RF po mikserze częstotliwości jest dostrojona tylko do IF. Specjalny mikser zwany mikserem subharmonicznym może wprowadzić częstotliwość LO, która jest połową częstotliwości wymaganej, przejść przez urządzenie nieliniowe i skutecznie wygenerować LO przy częstotliwości dwukrotnie większej niż pierwotna.
Gdy zastosowano lampy próżniowe lub triody, siatka między katodą i anodą była w stanie kontrolować przepływ elektronów. Dzięki właściwemu projektowi trioda była w stanie wzmocnić sygnały RF i oscylować, biorąc pod uwagę odpowiednie pasywnie dostrojone obwody zbiornika jako odniesienie częstotliwości. Trioda została opracowana tak, aby miała więcej niż jedną siatkę kontrolną. Na początku XX wieku konwerter pentagrydu był używany jako mikser częstotliwości, w którym trioda z czterema dodatkowymi siatkami pełniła funkcje wzmacniacza, oscylatora i miksera, co skutkowało jednostronnym podciśnieniem dla odbiorników.
Modulacja pierścieniowa pozwala na zastosowanie transformatorów i konfiguracji diody mostkowej w celu uzyskania pożądanego zwielokrotnienia komunikatu i częstotliwości nośnej. Rezultatem jest widmo częstotliwości z wiadomością przesuniętą w wyższej częstotliwości o kwotę równą częstotliwości nośnej. Po stronie odbiornika detektor produktu może być wykorzystany do wprowadzenia modulowanej nośnej i częstotliwości odniesienia nośnej w celu odzyskania oryginalnego komunikatu.
Ogniwo Gilberta jest bipolarnym obwodem tranzystorowym, który wykorzystuje wzmocnienie prądu bezpośrednio sprzężonych bipolarnych stopni tranzystora do wygenerowania wymaganego zwielokrotnienia analogowego w celu uzyskania wyjść miksera częstotliwości. Pierwszy sygnał wejściowy jest podawany do zacisków podstawowych dwóch tranzystorów pracujących jako para różnicowa, natomiast drugi sygnał wejściowy jest podawany do zacisków podstawowych dwóch różnicowych par tranzystorów z emiterami, które zapewniają prądy kolektorowe dla pary różnicowej dla pierwszego wejścia sygnał. Wynikowe wyjście jest dostępne w kolektorach par różnicowych dla drugiego sygnału wejściowego.
Mikser częstotliwości może również działać jako multiplikator częstotliwości. Jeżeli ten sam sygnał jest podawany na wejście miksera częstotliwości, częstotliwości wyjściowe obejmują wielokrotności całkowite częstotliwości wejściowej. Druga i trzecia harmoniczna będzie dostępna na wyjściu, a druga harmoniczna będzie miała wyższy poziom niż trzecia harmoniczna.