Vad är en frekvensmultiplikator?
En frekvensmultiplikator är en enhet som producerar en utgång med en frekvens som är en udda eller till och med multipel av dess ingångsfrekvens. Till exempel, för en signal med en frekvens av 100 000 cykler per sekund (cps) eller 100 kilohertz (kHz), kan en frekvensmultiplikator producera en 200 eller 300 kHz signal. Frekvensmultiplikatorn används vanligtvis i kommunikationskretsar för att producera den önskade signalfrekvensen med en referensfrekvens.
Huvudmekanismen för en frekvensmultiplikator kallas icke-linjär signalöverföring. När en frekvensgeneratorutgång visas på en spektrumanalysator finns det en enda vertikal linje med en övre ände i linje med signalens amplitud. Nivån kan vara 1 volt (V). Den horisontella axeln indikerar frekvensen för denna signal. Till exempel kommer frekvensen för en 500 miljon hertz (Hz) eller 500 megahertz (MHz) signal att anges på den horisontella axeln för spektrumanalysatorn.
När referensfrekvensen matas in i en icke-linjär anordning såsom en klass C-förstärkare eller en dioddetektor, är resultatet ett frekvensspektrum med harmonier, eller multiplar, av den ursprungliga frekvensen. Med hjälp av ett bandpassfilter med en förmåga att bara passera de önskade utgångarna blir resultatet den önskade harmoniken. I 500 MHz-exemplet ovan kan en andra harmonisk vid 1 000 MHz härledas.
Frekvensmultiplikatormetoden används i speciella fall där det bara krävs en utgångsfrekvens, beroende på de olika kombinationerna av bandpassfilter som krävs för att producera rena sinusformade signaler. Till exempel kanske 10 miljarder cykler per sekund eller 10-gigahertz (GHz) signal inte är möjligt att generera direkt. Det kan vara möjligt att använda en 5 GHz oscillator eller frekvensgenerator följt av en multiplikator och ett bandpassfilter inställt på 10 GHz.
Även känd som en mixer används signalmultiplikatorn i frekvensmoduleringssystem (FM) för att producera en FM-bärare som förskjuts i frekvens till den önskade sändningsfrekvensen. Till skillnad från frekvensmultiplikatorn kräver blandaren två ingångar. Även om den anges som en analog multiplikator genererar mixerutgången faktiskt summan och skillnaderna i insignalerna.
Heterostrukturbarriärvaraktorn (HBV) är ett speciellt back-to-back-diodarrangemang som har en kapacitans som varierar med spänningen över dioden. En endiodvaraktor använder en enda diod med en kapacitans som ändras med nivån på omvänd förspänning på dioden. Kapacitansen toppar när spänningen är noll, medan kapacitansen sjunker i spänningens positiva eller negativa svängning över HBV. Denna egenskap gör HBV användbar för frekvensmultiplikation.