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 ses på en spektrumanalysator finns det en enda vertikal linje med en toppänd 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 miljoner Hertz (Hz) eller 500 megahertz (MHz) -signal att indikeras på den horisontella axeln för spektrumanalysatorn.

När referensfrekvensen matas in i en icke-linjär enhet sådanSom 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 kapacitet att endast passera de önskade utgångarna är resultatet den önskade harmoniska. I exemplet på 500 MHz ovan kan en andra harmonik vid 1 000 MHz härledas.

Multiplikatormetoden används i speciella fall där det endast krävs en utgångsfrekvens på grund av de olika kombinationerna av bandpassfilter som behövs för att producera rena sinusformade signaler. Till exempel kan en 10 miljarder cykler per sekund eller 10-gigahertz (GHz) signal inte vara möjlig att generera direkt. Det kan vara möjligt att använda en 5 GHz -oscillator, eller frekvensgenerator, följt av en multiplikator och ett bandpassfilter inställt till 10 GHz.

Även känd som en mixer används signalmultiplikatorn i FM -system för frekvensmodulering för att producera en FM -bärareDet flyttas i frekvens till önskad sändningsfrekvens. Blandaren, till skillnad från frekvensmultiplikatorn, kräver två ingångar. Även om det är betecknat som en analog multiplikator genererar mixerutgången faktiskt summa och skillnader i insignalerna.

Heterostrukturbarriärvaraktorn (HBV) är ett speciellt back-to-back-diodarrangemang som har en kapacitans som varierar med spänningen över dioden. En varaktor med en diod använder en enda diod med en kapacitans som förändras med nivån på omvänd förspänning på dioden. Kapacitansen toppar när spänningen är noll, medan kapacitansen sjunker i den positiva eller negativa svängen av spänningen över HBV. Denna egenskap gör HBV användbar för frekvensmultiplikation.