Frekans Çarpanı Nedir?

Bir frekans çarpanı, tek veya hatta giriş frekansının bir katı olan bir frekansa sahip bir çıkış üreten bir cihazdır. Örneğin, saniyede 100.000 devir (cps) veya 100 kilohertz (kHz) frekansı olan bir sinyal için, bir frekans çarpanı 200 veya 300 kHz sinyal üretebilir. Frekans çarpanı, iletişim devrelerinde, bir referans frekansı verilen istenen sinyal frekansını üretmek için yaygın olarak kullanılır.

Bir frekans çarpanı için ana mekanizmaya doğrusal olmayan sinyal aktarımı denir. Bir frekans üreteci çıkışı bir spektrum analiz cihazında görüntülendiğinde, sinyalin genliği ile hizalı bir üst ucu olan tek bir dikey çizgi vardır. Seviye 1 volt (V) olabilir. Yatay eksen bu sinyalin frekansını gösterir. Örneğin, 500 milyon hertz (Hz) veya 500 megahertz (MHz) sinyalinin frekansı, spektrum analizörünün yatay ekseninde gösterilecektir.

Referans frekans, C sınıfı bir amplifikatör veya bir diyot dedektörü gibi doğrusal olmayan bir cihaza beslendiğinde sonuç, orijinal frekansın harmonikleri veya katları ile bir frekans spektrumu olur. Sadece istenen çıkışları geçme özelliğine sahip bir bant geçiren filtre kullanarak, sonuç istenen harmoniktir. Yukarıdaki 500 MHz örneğinde, 1,000 MHz'de ikinci bir harmonik elde edilebilir.

Frekans çarpanı yaklaşımı, temiz sinüzoidal sinyaller üretmek için gereken çeşitli bant geçişi filtrelerinin kombinasyonlarından dolayı, yalnızca bir çıkış frekansının gerekli olduğu özel durumlarda kullanılır. Örneğin, saniyede 10 milyar döngü veya 10 gigahertz (GHz) sinyal doğrudan üretmek mümkün olmayabilir. Bir 5 GHz osilatör veya frekans jeneratörü kullanmak, ardından bir çarpan ve 10 GHz'e ayarlanmış bir bant geçiren filtre kullanmak mümkün olabilir.

Bir karıştırıcı olarak da bilinen sinyal çarpanı, frekans modülasyonu (FM) sistemlerinde, frekansta istenen iletici frekansa kaydırılan bir FM taşıyıcı üretmek için kullanılır. Mikser, frekans çarpanının aksine, iki giriş gerektirir. Analog çarpan olarak belirtilmesine rağmen, mikser çıkışı aslında giriş sinyallerinin toplamını ve farklılıklarını üretir.

Heteroyapı engelleyici varactor (HBV), diyottaki voltajla değişen kapasitansa sahip olan sırt sırta diyotlu özel bir düzendir. Tek diyotlu bir varaktör, diyot üzerindeki ters önyargı seviyesine göre değişen kapasitanslı tek bir diyot kullanır. Kapasite, voltaj sıfır olduğunda zirve yaparken, kapasitans, HBV boyunca voltajın pozitif veya negatif salınımında düşer. Bu özellik HBV'yi frekans çarpımı için faydalı kılar.