O que é um multiplicador de frequência?
Um multiplicador de frequência é um dispositivo que produz uma saída com uma frequência ímpar ou mesmo múltipla de sua frequência de entrada. Por exemplo, para um sinal com uma frequência de 100.000 ciclos por segundo (cps) ou 100 kilohertz (kHz), um multiplicador de frequência pode produzir um sinal de 200 ou 300 kHz. O multiplicador de frequência é comumente usado em circuitos de comunicação para produzir a frequência de sinal desejada, dada uma frequência de referência.
O principal mecanismo para um multiplicador de frequência é chamado de transferência de sinal não linear. Quando uma saída de gerador de frequência é visualizada em um analisador de espectro, existe uma única linha vertical com uma extremidade superior alinhada com a amplitude do sinal. O nível pode ser de 1 volt (V). O eixo horizontal indica a frequência deste sinal. Por exemplo, a frequência de um sinal de 500 milhões de hertz (Hz) ou 500 megahertz (MHz) será indicada no eixo horizontal do analisador de espectro.
Quando a frequência de referência é alimentada em um dispositivo não linear, como um amplificador de classe C ou um detector de diodo, o resultado é um espectro de frequência com harmônicos, ou múltiplos, da frequência original. Usando um filtro passa-banda com a capacidade de passar apenas as saídas desejadas, o resultado é o harmônico desejado. No exemplo de 500 MHz acima, um segundo harmônico a 1.000 MHz pode ser derivado.
A abordagem do multiplicador de frequência é usada em casos especiais em que há apenas uma frequência de saída necessária, devido às várias combinações de filtros passa-banda necessários para produzir sinais sinusoidais limpos. Por exemplo, um sinal de 10 bilhões de ciclos por segundo ou 10 gigahertz (GHz) pode não ser possível gerar diretamente. Pode ser possível usar um oscilador de 5 GHz, ou gerador de frequência, seguido por um multiplicador e um filtro passa-banda sintonizado em 10 GHz.
Também conhecido como misturador, o multiplicador de sinal é usado em sistemas de modulação de frequência (FM) para produzir uma portadora FM que é alterada na frequência para a frequência de transmissão desejada. O mixer, ao contrário do multiplicador de frequência, requer duas entradas. Embora designada como multiplicador analógico, a saída do mixer gera, na verdade, soma e diferenças dos sinais de entrada.
O varator de barreira da heteroestrutura (HBV) é um arranjo especial de diodos consecutivos que possui uma capacitância que varia com a tensão no diodo. Um varator de diodo único usa um único diodo com uma capacitância que muda com o nível de polarização reversa no diodo. A capacitância atinge o pico quando a tensão é zero, enquanto a capacitância cai no balanço positivo ou negativo da tensão através do HBV. Essa característica torna o HBV útil para multiplicação de frequência.