Vad är en frekvensblandare?
En frekvensblandare är en olinjär eller multiplikatorisk elektrisk krets som kan producera kontinuerliga summa- och skillnadsfrekvenser för två eller flera insignaler. Enheten används ofta i telekommunikationssändare och mottagare. De matematiska produkterna av sinusformade signaler har additiva och subtraherande effekter på de resulterande frekvenserna. I den gemensamma superheterodyne-mottagaren, till exempel, är frekvensblandarens ingångar radiofrekvenssignalen (RF) som kommer in och den lokala oscillatorsignalen (LO) och den resulterande summan eller skillnaden för de två ingångarna är mellanfrekvensen (IF). Förutom summan och skillnadsfrekvenserna finns det andra utgångar i mindre amplituder inklusive högfrekvens- eller högre ordningsharmonik.
Att använda IF-förstärkarstegen förenklar mottagarens första RF-förstärkningssteg. Vanligtvis behöver bara ett front-end-steg vara inställbart över mottagarbandet. Resten av RF-förstärkarna efter frekvensblandaren är bara inställda till IF. En speciell mixer som kallas en subharmonisk mixer kan mata in en LO-frekvens som är hälften av den erforderliga frekvensen, passera genom en icke-linjär enhet och effektivt generera en LO vid två gånger den ursprungliga frekvensen.
När vakuumrör eller trioder användes kunde ett rutnät mellan katoden och anoden kontrollera elektronflödet. Genom korrekt design kunde trioden förstärka RF-signaler och svänga med tanke på de passiva inställda tankkretsarna som frekvensreferens. Trioden utvecklades för att ha mer än ett kontrollnät. I början av 1900-talet användes pentagridomvandlaren som en frekvensblandare där en triode med fyra ytterligare rutnät utförde förstärkar-, oscillator- och mixerfunktioner, vilket resulterade i en-vakuum-front-end för mottagare.
Ringmodulering tillåter användning av transformatorer och en brodiodkonfiguration för att producera den önskade multiplikationen av meddelandet och bärfrekvensen. Resultatet är ett frekvensspektrum med meddelandet skiftat högre i frekvens med en mängd som är lika med bärfrekvensen. På mottagarsidan kan produktdetektorn användas för att mata in den modulerade bäraren och bärarens referensfrekvens för att återställa det ursprungliga meddelandet.
En Gilbert-cell är en bipolär transistorkrets som utnyttjar strömförstärkningen av direktkopplade bipolära transistorsteg för att generera den nödvändiga analoga multiplikationen för att producera frekvensblandarutgångar. Den första insignalen matas till basterminalerna hos två transistorer som arbetar som ett differentiellt par, medan den andra ingången matas till basterminalerna för två differentiella par av transistorer med emittrar som tillhandahåller kollektorströmmarna för differentiellt par för den första ingången signal. Den resulterande utgången är tillgänglig på samlarna hos differentialparna för den andra insignalen.
Frekvensblandaren kan också fungera som en frekvensmultiplikator. Om samma signal matas till ingången till en frekvensblandare, inkluderar utgångsfrekvenserna heltalsmultiplar av ingångsfrekvensen. Den andra och tredje övertonerna kommer att finnas tillgängliga vid utgången, där den andra övertonerna har en högre nivå än den tredje övertonerna.