Kaj je frekvenčni mešalnik?

Frekvenčni mešalnik je nelinearni ali multiplikatorski električni tokokrog, ki je sposoben proizvajati neprekinjeno vsoto in razliko frekvenc dveh ali več vhodnih signalov. Naprava se pogosto uporablja v telekomunikacijskih oddajnikih in sprejemnikih. Matematični produkti sinusnih signalov imajo aditivni in odštevalni učinek na nastale frekvence. V običajnem superheterodinskem sprejemniku sta na primer vhodi frekvenčnega mešalnika radiofrekvenčni (RF) signal, ki prihaja, in signal lokalnega oscilatorja (LO), nastala vsota ali razlika obeh vhodov pa je vmesna frekvenca (IF). Poleg frekvenc vsote in razlike obstajajo še drugi izhodi v manjših amplitudah, vključno z višjo frekvenco ali harmoniki višjega reda.

Uporaba stopenj IF ojačevalnika poenostavi prve stopnje RF ojačevalnika sprejemnika. Običajno mora biti v sprejemnem pasu nastavljiva samo ena sprednja stopnja. Preostali RF ojačevalniki po frekvenčnem mešalniku so uglašeni samo na IF. Poseben mešalnik, imenovan subharmonični mešalnik, lahko vnese LO frekvenco, ki je polovica zahtevane frekvence, preide skozi nelinearno napravo in učinkovito ustvari LO pri dvakratni prvotni frekvenci.

Ko so bile uporabljene vakuumske cevi ali triode, je mreža med katodo in anodo lahko nadzorovala pretok elektronov. S pravilno zasnovo je trioda lahko ojačala radiofrekvenčne signale in oscilirala glede na pravilno pasivno nastavljena vezja rezervoarja kot referenco frekvence. Trioda je bila razvita tako, da ima več kot eno krmilno mrežo. V zgodnjih 1900-ih je bil pentamrežni pretvornik uporabljen kot frekvenčni mešalnik, kjer je trioda s štirimi dodatnimi mrežami izvajala funkcije ojačevalnika, oscilatorja in mešalnika, kar je povzročilo enovakuumski sprednji del za sprejemnike.

Obročna modulacija omogoča uporabo transformatorjev in konfiguracije mostične diode za ustvarjanje želenega množenja sporočila in nosilne frekvence. Rezultat je frekvenčni spekter s sporočilom, zamaknjenim višje po frekvenci za količino, ki je enaka nosilni frekvenci. Na strani sprejemnika se lahko detektor produkta uporabi za vnos moduliranega nosilca in referenčne frekvence nosilca za obnovitev izvirnega sporočila.

Gilbertova celica je bipolarno tranzistorsko vezje, ki uporablja tokovni dobiček neposredno sklopljenih bipolarnih tranzistorskih stopenj za ustvarjanje potrebnega analognega množenja za proizvodnjo izhodov frekvenčnega mešalnika. Prvi vhodni signal se napaja na osnovne terminale dveh tranzistorjev, ki delujeta kot diferencialni par, medtem ko se drugi vhod napaja na osnovne terminale dveh diferencialnih parov tranzistorjev z emiterji, ki zagotavljajo kolektorske tokove za diferencialni par za prvi vhod. signal. Nastali izhod je na voljo na kolektorjih diferencialnih parov za drugi vhodni signal.

Frekvenčni mešalnik lahko deluje tudi kot frekvenčni množitelj. Če se isti signal dovaja na vhod frekvenčnega mešalnika, izhodne frekvence vključujejo celoštevilske večkratnike vhodne frekvence. Druga in tretja harmonika bosta na voljo na izhodu, pri čemer ima druga harmonika višjo raven kot tretja harmonika.