Mikser harmoniczny

Mikser harmoniczny i mikser subharmoniczny to rodzaj miksera częstotliwości , który jest obwodem, który zmienia jedną częstotliwość sygnału na inną. Zwykły mikser ma dwa sygnały wejściowe i jeden sygnał wyjściowy. Jeżeli dwa sygnały wejściowe są falami sinusoidalnymi o częstotliwościach f 1 i f 2 , to sygnał wyjściowy składa się ze składowych częstotliwości o sumie f 1 + f 2 i różnicy f 1 − f 2 częstotliwości. W przeciwieństwie do tego miksery harmonicznych i subharmonicznych tworzą częstotliwości sumy i różnicy przy harmonicznej wielokrotności jednego z wejść. Sygnał wyjściowy zawiera wtedy częstotliwości takie jak f 1 + kf 2 i f 1 - kf 2 , gdzie k jest liczbą całkowitą.

Tło

Klasyczny mikser częstotliwości to mnożnik. Mnożenie dwóch fal sinusoidalnych daje tylko sumę i różnicę częstotliwości; częstotliwości wejściowe są tłumione i teoretycznie nie ma innych produktów heterodynowych. W praktyce mnożnik nie jest doskonały, a częstotliwości wejściowe i inne produkty heterodynowe będą obecne.

Rzeczywisty mnożnik nie jest potrzebny. Istotnym wymaganiem jest nieliniowość, a przy częstotliwościach mikrofalowych łatwiej jest zastosować nieliniowość niż idealny mnożnik. Rozwinięcie nieliniowości w szereg Taylora pokaże mnożenia, które dają pożądane iloczyny wyższego rzędu.

Cele projektowe dla mikserów mają na celu wybór pożądanych produktów heterodynowych i wyeliminowanie niepożądanych.

Miksery diodowe.

Przesterowane miksery z mostkami diodowymi. Sygnał napędowy wygląda jak przebieg harmonicznych nieparzystych (zasadniczo fala prostokątna).

Mikser harmoniczny

Jedna z klasycznych konstrukcji miksera harmonicznego wykorzystuje diodę odzyskiwania stopniowego (SRD). Wejście subharmoniczne miksera jest najpierw wzmacniane do poziomu mocy, który może wynosić około 1 wata. Sygnał ten napędza następnie obwód generatora impulsów diody odzyskiwania stopniowego, który zamienia falę sinusoidalną w coś zbliżonego do ciągu impulsów. Powstały ciąg impulsów ma harmoniczne wejściowej fali sinusoidalnej obecne przy wysokiej częstotliwości (takiej jak 18 GHz). Ciąg impulsów może być następnie użyty z mikserem diodowym (zwanym także samplerem). SRD ma zwykle bardzo wysoki współczynnik mnożenia częstotliwości i może być używany jako podstawa odbiornika grzebieniowego, monitorującego jednocześnie kilka harmonicznie powiązanych częstotliwości. Stanowi to podstawę wielu prostych „wykrywaczy błędów”, których celem jest wykrycie transmisji na dowolnej częstotliwości, nawet jeśli nie jest ona znana z góry. (To nie to samo co np odbiornik „rake” , który jest urządzeniem korelacyjnym).

Gdy wymagana wielokrotność częstotliwości jest mniejsza, na przykład podwojenie, potrojenie lub poczwórne, wówczas obwody diody Schottky'ego są bardziej powszechne. Kąt przewodzenia można regulować, zmieniając poziom napędu lub temperaturę, i określa, która część krzywej I/V jest używana, a tym samym względne siły różnych harmonicznie powiązanych wyjść. Jeśli pożądana jest parzysta wielokrotność, wówczas przeciwrównoległa para diod stłumi nieparzysty wkład lokalnego oscylatora do poziomu, w którym diody mogą być identyczne i doświadczać tej samej impedancji źródła. W przeciwieństwie do zwykłego miksera istnieje dość wyraźny optymalny poziom wysterowania, powyżej którego wzrasta utrata konwersji.

Mikser harmoniczny może być użyty w celu uniknięcia złożoności generowania lokalnego oscylatora mikrofalowego i jest powszechny jako prosty i niezawodny wzmacniacz częstotliwości do konstrukcji o niskiej częstotliwości.

Stosowanie

Miksery subharmoniczne (szczególna forma miksera harmonicznego, w której LO jest dostarczane z podwielokrotnością częstotliwości, która ma być zmiksowana z sygnałem wejściowym) są często używane w systemach komunikacyjnych z bezpośrednim cyfrowym lub zerowym IF w celu wyeliminowania niepożądanych efektów samomieszania LO, które występuje w wielu mikserach o podstawowej częstotliwości.

Stosowany w syntezatorach częstotliwości i analizatorach sieci .

Istnieje odmiana miksera subharmonicznego, która ma dwa stopnie przełączania, która służy do poprawy wzmocnienia miksera w odbiorniku z bezpośrednią konwersją w dół. Pierwszy etap przełączania miksuje odebrany sygnał RF z częstotliwością pośrednią, która jest połową częstotliwości odbieranego sygnału RF. Drugi stopień przełączania miesza częstotliwość pośrednią z pasmem podstawowym. Dzięki szeregowemu połączeniu dwóch etapów przełączania prąd jest ponownie wykorzystywany, a zawartość harmonicznych z pierwszego stopnia jest podawana do drugiego stopnia, poprawiając w ten sposób wzmocnienie miksera.

Zobacz też

Syntezator wykorzystujący mieszanie harmoniczne

5. A.Hilt et al.: „Milimeter Wave Synthesizer Locked to an Optally Transposed Reference Using Harmonic Mixing”, Technical Digest of the IEEE Topical Meeting on Microwave Photonics, MWP'1997, s. 91-94, Duisburg, Niemcy, 3 -5 września 1997 r.

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Harmonic_mixer&oldid=1005378610 ”