Τι είναι ο μίκτης συχνοτήτων;

Ένας μείκτης συχνότητας είναι ένα μη γραμμικό ή πολλαπλασιαστικό ηλεκτρικό κύκλωμα που είναι σε θέση να παράγει συνεχείς αθροιστικές και διαφορές συχνοτήτων δύο ή περισσότερων σημάτων εισόδου. Η συσκευή χρησιμοποιείται ευρέως σε τηλεπικοινωνιακούς πομπούς και δέκτες. Τα μαθηματικά γινόμενα των ημιτονοειδών σημάτων έχουν αθροιστικά και αφαιρετικά αποτελέσματα στις προκύπτουσες συχνότητες. Στον κοινό δέκτη υπερετερόδυνης, για παράδειγμα, οι είσοδοι μείκτη συχνότητας είναι το εισερχόμενο σήμα ραδιοσυχνότητας (RF) και το σήμα τοπικού ταλαντωτή (LO) και το προκύπτον άθροισμα ή διαφορά των δύο εισόδων είναι η ενδιάμεση συχνότητα (IF). Εκτός από τις συχνότητες αθροίσματος και διαφοράς, υπάρχουν και άλλες έξοδοι σε μικρότερα πλάτη, συμπεριλαμβανομένων των αρμονικών υψηλότερης συχνότητας ή υψηλότερης τάξης.

Η χρήση των σταδίων του ενισχυτή IF απλοποιεί τα πρώτα στάδια του ενισχυτή RF του δέκτη. Συνήθως, μόνο ένα μπροστινό στάδιο χρειάζεται να είναι συντονισμένο σε όλη τη ζώνη του δέκτη. Οι υπόλοιποι ενισχυτές ραδιοσυχνοτήτων μετά τον μείκτη συχνότητας συντονίζονται μόνο στο IF. Ένας ειδικός μείκτης που ονομάζεται υποαρμονικός μείκτης μπορεί να εισάγει μια συχνότητα LO που είναι η μισή της απαιτούμενης συχνότητας, να περάσει μέσα από μια μη γραμμική συσκευή και να δημιουργήσει αποτελεσματικά ένα LO με διπλάσια συχνότητα από την αρχική.

Όταν χρησιμοποιήθηκαν σωλήνες κενού ή τρίοδοι, ένα πλέγμα μεταξύ της καθόδου και της ανόδου ήταν σε θέση να ελέγχει τη ροή των ηλεκτρονίων. Με την κατάλληλη σχεδίαση, η τρίοδος ήταν σε θέση να ενισχύει τα σήματα ραδιοσυχνοτήτων και να ταλαντώνεται με τα σωστά παθητικά συντονισμένα κυκλώματα δεξαμενής ως αναφορά συχνότητας. Η τρίοδος αναπτύχθηκε για να έχει περισσότερα από ένα πλέγματα ελέγχου. Στις αρχές της δεκαετίας του 1900, ο μετατροπέας πενταπλέγματος χρησιμοποιήθηκε ως μείκτης συχνότητας όπου μια τρίοδος με τέσσερα πρόσθετα πλέγματα εκτελούσε τις λειτουργίες του ενισχυτή, του ταλαντωτή και του μίκτη, με αποτέλεσμα το μπροστινό μέρος ενός κενού για τους δέκτες.

Η διαμόρφωση δακτυλίου επιτρέπει τη χρήση μετασχηματιστών και διαμόρφωσης διόδου γέφυρας για την παραγωγή του επιθυμητού πολλαπλασιασμού του μηνύματος και της φέρουσας συχνότητας. Το αποτέλεσμα είναι ένα φάσμα συχνοτήτων με το μήνυμα να μετατοπίζεται υψηλότερα σε συχνότητα κατά ένα ποσό ίσο με τη συχνότητα του φορέα. Στην πλευρά του δέκτη, ο ανιχνευτής προϊόντος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εισαγωγή του διαμορφωμένου φορέα και της συχνότητας αναφοράς του φορέα για την ανάκτηση του αρχικού μηνύματος.

Μια κυψέλη Gilbert είναι ένα διπολικό κύκλωμα τρανζίστορ που χρησιμοποιεί το κέρδος ρεύματος των απευθείας συζευγμένων σταδίων διπολικού τρανζίστορ για να δημιουργήσει τον απαιτούμενο αναλογικό πολλαπλασιασμό για την παραγωγή εξόδων μείκτη συχνότητας. Το πρώτο σήμα εισόδου τροφοδοτείται στους ακροδέκτες βάσης δύο τρανζίστορ που λειτουργούν ως διαφορικό ζεύγος, ενώ η δεύτερη είσοδος τροφοδοτείται στους ακροδέκτες βάσης δύο διαφορικών ζευγών τρανζίστορ με πομπούς που παρέχουν τα ρεύματα συλλέκτη για το διαφορικό ζεύγος για την πρώτη είσοδο σήμα. Η προκύπτουσα έξοδος είναι διαθέσιμη στους συλλέκτες των διαφορικών ζευγών για το δεύτερο σήμα εισόδου.

Ο μείκτης συχνότητας μπορεί επίσης να λειτουργήσει ως πολλαπλασιαστής συχνότητας. Εάν το ίδιο σήμα τροφοδοτείται στην είσοδο ενός μείκτη συχνότητας, οι συχνότητες εξόδου περιλαμβάνουν ακέραια πολλαπλάσια της συχνότητας εισόδου. Η δεύτερη και η τρίτη αρμονική θα είναι διαθέσιμες στην έξοδο με τη δεύτερη αρμονική να έχει υψηλότερο επίπεδο από την τρίτη αρμονική.