O que é um misturador de frequência?
Um misturador de frequência é um circuito elétrico não linear ou multiplicador que é capaz de produzir frequências contínuas de soma e diferença de dois ou mais sinais de entrada. O dispositivo é amplamente utilizado em transmissores e receptores de telecomunicações. Os produtos matemáticos dos sinais sinusoidais têm efeitos aditivos e subtrativos nas frequências resultantes. No receptor super-heteródino comum, por exemplo, as entradas do misturador de frequência são o sinal de radiofrequência (RF) recebido e o sinal do oscilador local (LO) e a soma ou diferença resultante das duas entradas é a frequência intermediária (IF). Além das frequências de soma e diferença, existem outras saídas em amplitudes menores, incluindo harmônicos de alta frequência ou ordem superior.
O uso dos estágios do amplificador IF simplifica os primeiros estágios do amplificador de RF do receptor. Normalmente, apenas um estágio front-end precisa ser sintonizado na banda do receptor. O restante dos amplificadores de RF após o mixer de frequência é sintonizado apenas para o IF. Um misturador especial chamado misturador sub-harmônico pode inserir uma frequência de LO que é metade da frequência necessária, passar por um dispositivo não linear e gerar efetivamente um LO com o dobro da frequência original.
Quando tubos de vácuo ou triodos foram usados, uma grade entre o cátodo e o ânodo foi capaz de controlar o fluxo de elétrons. Por projeto apropriado, o triodo foi capaz de amplificar os sinais de RF e oscilar, tendo em vista os circuitos do tanque sintonizados passivamente, como referência de frequência. O triodo foi desenvolvido para ter mais de uma grade de controle. No início de 1900, o conversor pentagrid era usado como um misturador de frequência, onde um triodo com quatro grades adicionais executava as funções de amplificador, oscilador e misturador, resultando em front-end de vácuo único para receptores.
A modulação em anel permite o uso de transformadores e uma configuração de diodo em ponte para produzir a multiplicação desejada da mensagem e a frequência da portadora. O resultado é um espectro de frequências com a mensagem alterada em frequência mais alta em uma quantidade igual à frequência da portadora. No lado do receptor, o detector do produto pode ser usado para inserir a portadora modulada e a frequência de referência da portadora para recuperar a mensagem original.
Uma célula de Gilbert é um circuito de transistor bipolar que utiliza o ganho de corrente dos estágios do transistor bipolar de acoplamento direto para gerar a multiplicação analógica necessária para produzir saídas do misturador de frequência. O primeiro sinal de entrada é alimentado aos terminais base de dois transistores que funcionam como um par diferencial, enquanto a segunda entrada é alimentada aos terminais base de dois pares diferenciais de transistores com emissores que fornecem as correntes de coletor para o par diferencial da primeira entrada. sinal. A saída resultante está disponível nos coletores dos pares diferenciais para o segundo sinal de entrada.
O misturador de frequência também pode funcionar como um multiplicador de frequência. Se o mesmo sinal é alimentado na entrada de um mixer de frequência, as frequências de saída incluem múltiplos inteiros da frequência de entrada. O segundo e o terceiro harmônicos estarão disponíveis na saída, com o segundo harmônico tendo um nível mais alto que o terceiro.