Что такое частотный смеситель?

Частотный смеситель представляет собой нелинейную или умножающую электрическую цепь, которая способна генерировать непрерывные суммы сумм и разностей двух или более входных сигналов. Устройство широко используется в телекоммуникационных передатчиках и приемниках. Математические произведения синусоидальных сигналов оказывают аддитивное и вычитающее влияние на результирующие частоты. Например, в обычном супергетеродинном приемнике входы частотного смесителя являются входящим радиочастотным (RF) сигналом, а сигнал гетеродина (LO) и полученная сумма или разность двух входов - промежуточной частотой (IF). Помимо суммы сумм и разностей, есть другие выходы с меньшими амплитудами, включая гармоники более высоких частот или более высоких порядков.

Использование ступеней ПЧ-усилителя упрощает первые каскады РЧ-усилителя приемника. Как правило, только один входной каскад должен быть настраиваемым по всей полосе приемника. Остальные ВЧ усилители после частотного микшера настроены только на ПЧ. Специальный микшер, называемый субгармоническим микшером, может вводить частоту гетеродина, которая составляет половину необходимой частоты, проходить через нелинейное устройство и эффективно генерировать гетеродин при удвоенной исходной частоте.

Когда использовались вакуумные трубки или триоды, сетка между катодом и анодом могла контролировать поток электронов. При правильной конструкции, триод был способен усиливать радиочастотные сигналы, и колебанию дали правильную пассивную настроенный танк цепь в качестве опорной частоты. Триод был разработан, чтобы иметь более одной контрольной сетки. В начале 1900-х годов преобразователь пентагрид использовался в качестве смесителя частоты, где триод с четырьмя дополнительными сетками выполнял функции усилителя, генератора и микшера, в результате чего для приемников использовался единый вакуумный интерфейс.

Кольцевая модуляция позволяет использовать трансформаторы и конфигурацию мостового диода для получения требуемого умножения сообщения и несущей частоты. Результатом является частотный спектр с сообщением, сдвинутым выше по частоте на величину, равную несущей частоте. На стороне приемника, детектор продукт может быть использован для ввода модулированной несущей и опорного несущей частоты, чтобы восстановить исходное сообщение.

Ячейка Гилберта представляет собой схему биполярного транзистора, в которой используется коэффициент усиления по току ступеней биполярного транзистора с прямой связью для генерации требуемого аналогового умножения для получения выходных сигналов смесителя частоты. Первый входной сигнал подается на базовые клеммы двух транзисторов, работающих как дифференциальная пара, в то время как второй вход подается на базовые клеммы двух дифференциальных пар транзисторов с эмиттерами, которые обеспечивают токи коллектора для дифференциальной пары для первого входа сигнал. Результирующий вывод доступен на коллекторах дифференциальных пар для второго входного сигнала.

Частотный смеситель также может работать как умножитель частоты. Если один и тот же сигнал подается на вход смесителя частот, выходные частоты включают в себя целые числа, кратные входной частоте. Вторая и третья гармоники будут доступны на выходе, а вторая гармоника будет иметь более высокий уровень, чем третья гармоника.