Гармонический смеситель - Harmonic mixer

В гармонический смеситель и субгармонический смеситель являются разновидностью частотный смеситель, который представляет собой схему, которая меняет одну частоту сигнала на другую. Обычный микшер имеет два входных сигнала и один выходной сигнал. Если два входных сигнала являются синусоидальными на частотах ж1 и ж2, то выходной сигнал состоит из частотных составляющих в сумме ж1+ж2 и разница ж1−ж2 частоты. Напротив, смесители гармоник и субгармоник формируют суммарную и разностную частоты на гармонике, кратной одному из входов. Выходной сигнал тогда содержит такие частоты, как ж1+kf2 и ж1−kf2 куда k целое число.

Фон

Классический частотный смеситель - это умножитель. Умножение двух синусоид дает только сумму и разность частот; входные частоты подавлены, и, теоретически, других гетеродинных продуктов нет. На практике умножитель не идеален, и входные частоты и другие гетеродинные продукты будут присутствовать.

Фактический множитель не нужен. Существенным требованием является нелинейность, а на микроволновых частотах проще использовать нелинейность, чем идеальный умножитель. Разложение нелинейности в ряд Тейлора покажет умножения, которые приводят к желаемым произведениям более высокого порядка.

Цели разработки смесителей направлены на выбор желаемых гетеродинных продуктов и подавление нежелательных.

Смесители диодные.

Смесители с перегрузкой на диодных мостах. Сигнал возбуждения выглядит как форма волны нечетной гармоники (по сути, прямоугольная волна).

Гармонический смеситель

В одном из классических вариантов гармонического микшера используется ступенчатый диод восстановления (SRD).[1] Субгармонический вход микшера сначала усиливается до уровня мощности, который может составлять около 1 Вт. Затем этот сигнал приводит в действие схему генератора импульсов на диодном ступенчатом диоде, которая превращает синусоидальную волну в нечто, напоминающее последовательность импульсов. Результирующая импульсная последовательность содержит гармоники входной синусоидальной волны до высокой частоты (например, 18 ГГц). Затем последовательность импульсов можно использовать с диодным смесителем (также называемым пробоотборником).[2]SRD обычно имеет очень высокий коэффициент умножения частоты и может использоваться в качестве основы гребенчатого приемника, контролирующего сразу несколько гармонически связанных частот. Это составляет основу многих простых «детекторов ошибок», целью которых является обнаружение передачи на любой частоте, даже если она не известна заранее. (Это не то же самое, что приемник грабли который является устройством корреляции.)

Когда требуемая кратность частоты ниже, например, при удвоении, утроении или учетверении, тогда схемы на диодах Шоттки более распространены. Угол проводимости можно регулировать, изменяя уровень возбуждения или температуру, и определяет, какая часть кривой ВАХ используется и, следовательно, относительные силы различных гармонически связанных выходов. Если требуется четное кратное, то пара встречно-параллельных диодов будет подавлять вклад нечетного гетеродина до уровня, при котором диоды могут быть идентичными и испытывать одинаковое полное сопротивление источника. В отличие от обычного микшера, существует довольно четкий оптимальный уровень возбуждения, выше которого потери преобразования возрастают.

Гармонический смеситель может использоваться, чтобы избежать сложности создания микроволнового гетеродина, и обычно используется в качестве простого и надежного расширителя частоты для низкочастотной конструкции.[3][4]

использование

Смесители для субгармоник (особая форма смесителя для гармоник, в котором гетеродин обеспечивается на частоте, кратной частоте, которая будет смешиваться с входящим сигналом) часто используются в прямом цифровом или ноль IF, система связи для устранения нежелательных эффектов самосмешивания гетеродина, которое происходит во многих смесителях основной частоты.

Используется в синтезаторы частот и сетевые анализаторы.

Существует вариант смесителя на субгармониках, который имеет два переключающих каскада, используемых для улучшения усиления смесителя в приемнике с прямым понижающим преобразованием. Первый этап переключения смешивает принятый РЧ-сигнал с промежуточной частотой, которая составляет половину частоты принятого РЧ-сигнала. Второй каскад переключения смешивает промежуточную частоту с основной полосой частот. При последовательном соединении двух переключающих каскадов ток повторно используется, и гармоники из первого каскада передаются во вторую, тем самым улучшая коэффициент усиления смесителя.

Смотрите также

Синтезатор с использованием гармонического микширования == Ссылки ==

  1. ^ 8410B сетевой анализатор; 8411A Преобразователь частоты гармоник, Hewlett-Packard, 1968, 08410-90521.. ВЧ вход от 0,11 до 18,0 ГГц; LO 62 до 154 МГц; выход 20,278 МГц. См. Стр. 8-39. Схема ступенчатого восстановления и спектры мощности приведены на стр. 8-35.
  2. ^ Гроув, Уэйн М. (октябрь 1966 г.), «Проходной пробоотборник от DC до 12,4 ГГц для осциллографов и других радиочастотных систем» (PDF), Журнал Hewlett-Packard, 18 (2)
  3. ^ Пример самодельного анализатора спектра, использующего методы гармонического смесителя
  4. ^ «преобразователи гармоник» (PDF). хетт.

5. А. Хилт и др.: «Синтезатор миллиметровых волн, привязанный к оптическому излучению с использованием гармонического смешения», Технический дайджест Тематического совещания IEEE по микроволновой фотонике, MWP'1997, стр.91-94, Дуйсбург, Германия, 3 -5 сентября 1997 г.

внешняя ссылка