1

1

12. Przemiana częstotliwości

Przemiana

częstotliwości

2

2

12. Przemiana częstotliwości

Przemiana częstotliwości

‰

Element nieliniowy w obwodzie

‰

Detektor diodowy

‰

Mieszacz diodowy

‰

Parametry mieszacza

‰

Mieszacze zrównoważone

‰

Mieszacze tranzystorowe

3

3

12. Przemiana częstotliwości

Element nieliniowy w obwodzie

Element nieliniowy w obwodzie

(a)

(a)

‰

Element nieliniowy

- prąd i napięcie nie są związane prawem Ohma,

jest źródłem wielu efektów.

;

v

C

v

C

v

C

...

v

C

v

C

v

C

v

C

i

3

3

2

2

1

4

4

3

3

2

2

1

+

+

≅

=

+

+

+

+

=

V

i

R

‰

Związek pomiędzy prądem i napięciem można
przedstawić w postaci szeregu.

‰

W prostej analizie wystarczy uwzględnić
3 pierwsze wyrazy szeregu:

‰

Napięcie źródła przyjmiemy w postaci:

( )

;

t

cos

a

)

t

(

v

ω

=

4

4

12. Przemiana częstotliwości

Element nieliniowy w obwodzie

Element nieliniowy w obwodzie

(

(

b

b

)

)

‰

W prądzie i wiele składników przemiany częstotliwości.

‰

Obserwujemy generację harmonicznych – powielanie
częstotliwości :

C

3

a

3

/4

3ω

C

2

a

2

/2

2ω

C

1

a+3C

3

a

3

/4

ω

Amplituda

Harmoniczna

‰

Ogólnie harmonicznych jest
nieskończenie wiele:

....;

3

,

2

,

1

,

0

n

dla

nf

=

5

5

12. Przemiana częstotliwości

Element nieliniowy w obwodzie

Element nieliniowy w obwodzie

(

(

c

c

)

)

‰

Napięcie v(t) jest sumą dwóch
zmiennych składników o
częstotliwościach f

1

i f

2

:

3C

3

ab

2

/4

(ω

1

-2ω

2

),

(ω

1

+2ω

2

)

3C

3

a

2

b/4

(2ω

1

-ω

2

),

(2ω

1

+ω

2

)

C

2

b

2

/2

2ω

2

C

2

a

2

/2

2ω

1

C

2

ab/2

(ω

1

-ω

2

), (ω

1

+ω

2

),

C

1

b+3C

3

(b

3

/4+a

2

b/2)

ω

2

C

3

b

3

/4

3ω

2

C

3

a

3

/4

3ω

1

C

1

a+3C

3

(a

3

/4+ab

2

/2)

ω

1

Amplituda

Składnik

prądu

);

t

cos(

b

)

t

cos(

a

)

t

(

v

2

1

ω

+

ω

=

‰

W prądzie obwodu pojawia się
wiele składników, harmoniczne
i kombinowane.

....;

3

,

2

,

1

,

0

n

,

m

dla

nf

mf

2

1

=

±

±

6

6

12. Przemiana częstotliwości

Element nieliniowy w obwodzie (c)

‰

Przy doprowadzeniu sygnału o kilku częstotliwościach powstają
– obok harmonicznych – częstotliwości kombinowane.

‰

Częstotliwości nowych składników można zapisać następująco:

‰

Na działaniu elementu nieliniowego oparte s

ą:

ƒ

detekcja,

ƒ

modulacja,

ƒ

mieszanie,

ƒ

powielanie.

....;

3

,

2

,

1

,

0

n

,

m

dla

nf

mf

2

1

=

±

±

7

7

12. Przemiana częstotliwości

Element nieliniowy w obwodzie (d)

‰

Przemiana częstotliwości –

proces po doprowadzeniu dwóch sygnałów o

różnych częstotliwościach pojawia się w obwodzie wielu składników o
częstotliwościach wyrażonych zależnością:

;

nf

mf

H

S

±

±

‰

Proces przemiany nazywany jest

detekcją

, gdy użytecznym jest przyrost

składowej stałej w rezultacie pojawienia się sygnału zmiennego.

‰

Proces przemiany nazywany jest

powielaniem częstotliwości

, gdy

użytecznymi w procesie przemiany są składniki 2f

H

, 3f

H

. 4f

F

, ….

‰

Proces przemiany nazywamy

mieszaniem częstotliwości

, gdy

wykorzystujemy składnik różnicowy f

H

-f

S

, lub sumacyjny f

H

+f

S

.

‰

Proces przemiany nazywamy

modulacją,

gdy wykorzystujemy dwa składniki

o częstotliwościach f

H

-f

S

i f

H

+f

S

.

8

8

12. Przemiana częstotliwości

Element nieliniowy w obwodzie (e)

‰

W prądzie i pojawia się wiele składników przemiany o
częstotliwościach wyrażonych następującą ogólną zależnością:

...;

3

,

2

,

1

,

0

n

,

m

dla

nf

mf

f

S

H

n

,

m

=

±

±

=

C

0

0

2f

H

+2f

S

2f

H

-2f

S

f

H

f

S

2f

S

3f

S

4f

S

4f

H

3f

H

2f

H

f

H

+f

S

f

H

-f

S

2f

H

+f

S

2f

H

-f

S

f

H

+2f

S

f

H

-2f

S

3f

H

+f

S

3f

H

-f

S

f

H

+3f

S

f

H

-3f

S

C

1

C

2

C

3

C

4

‰

Piramida produktów
przemiany
częstotliwości dla
dwóch sygnałów
sinusoidalnych

9

9

12. Przemiana częstotliwości

Detektor diodowy (a)

Detektor diodowy (a)

‰

Diody z barierą Schottky’go stosowane w detektorach i
mieszaczach.

‰

Charakterystyki prądowo-napięciowe diody Schottky’ego.

[

]

;

1

e

I

i

u

S

−

=

α

0

0,2

0,4

0,6

0,8

Napięcie na diodzie U[V]

-0,2

Pr

ąd diody I [mA]

10

20

30

0

I

S

= 10

-9

A

I

S

= 10

-7

A

I

S

= 10

-5

A

...;

!

n

x

...

!

3

x

!

2

x

!

1

x

1

e

n

3

2

x

+

+

+

+

+

+

=

( )

( )

...;

6

u

2

u

u

i

3

2

d

+

α

+

α

+

α

=

‰

Po rozłożeniu na szereg

10

10

12. Przemiana częstotliwości

Detektor diodowy (b)

Detektor diodowy (b)

‰

Obwód zastępczy diody
Schottky’go zawiera elementy
reprezentujące złącze i
oprawkę.

‰

Dioda Schottky’go w
obwodzie detektora.

‰

Często stosuje się baterie U

0

polaryzującą wstępnie diodę.

u(t)

U

0

i(t)

CP

Cb(U)

RS

LS

Rb(U)

Oprawka

Złącze

11

11

12. Przemiana częstotliwości

Detektor diodowy (b)

Detektor diodowy (b)

‰

Napięcie U na diodzie:

( )

;

t

cos

U

U

)

t

(

u

S

S

0

ω

+

=

( )

( )

(

)

...;

t

2

cos

G

4

U

t

cos

G

U

G

4

U

U

I

I

S

'

d

2

S

S

d

S

'

d

2

S

0

0

+

ω

+

ω

+

+

=

;

G

4

U

I

'

d

2

S

=

δ

(

)

;

U

2

I

I

I

2

S

S

0

2

+

α

=

δ

‰

Prąd w obwodzie:

‰

Przyrost δI – efekt detekcji

‰

Graficzne wyznaczenie
prądu w obwodzie z
charakterystyki diody.

U

I

t

t

i(t)

I

0

U

0

U

0

+U

S

δI

12

12

12. Przemiana częstotliwości

Detektor diodowy (c)

Detektor diodowy (c)

‰

Przyrost

δI prądu detekcji związany jest z

czułością prądową detektora

βi[A/W].

[

]

;

P

I

W

/

A

RF

i

δ

=

β

‰

Charakterystyka U

d

(P)

‰

Zakres kwadratowy, dla
małych mocy sygnału

RF

d

P

U

≈

‰

Zakres liniowy, dla
dużych mocy sygnału

RF

d

P

U

≈

‰

Zakres przejściowy
między nimi.

1

µV

-90

-60

-30

0

Moc sygnału P

s

[dBm]

Zakres

liniowy

Napi

ę

cie wyj

ś

ciowe detektora U

d

[V]

1mV

1V

Zakres

kwadratowy

Szumy

Zakres

przejściowy

10

µV

100

µV

10mV

100mV

13

13

12. Przemiana częstotliwości

Mieszacz diodowy (a)

‰

Schemat ideowy

mieszacza mikrofalowego

P

p,

a

p

f

P

<<f

H

f

p

<<f

S

f

P

=f

S

-f

H

P

S,

a

S

P

H,

a

H

f

S

f

H

Heterodyna

Obciążenie

Mieszacz

Diodowy

Filtr DP

Sygnał

Sprzęgacz

Kierunkowy

‰

W mieszaczu zastosowano element nieliniowy – diodę
Schottky’ego, ze względu na przebieg jej charakterystyki i

d

(u).

14

14

12. Przemiana częstotliwości

Mieszacz diodowy (b)

‰

Element nieliniowy w procesach przemiany częstotliwości od
kHz do THz jest

dioda Schottky’ego

.

( )

(

)

;

1

e

I

U

I

U

S

−

≅

α

I

S

= 10

-5

- 10

-15

A, prąd nasycenia w

zależności od wysokości bariery,

‰

Charakterystyka diody:

( )

( )

...;

6

u

2

u

u

i

3

2

d

+

α

+

α

+

α

=

‰

Wykorzystujemy charakterystykę opisaną szeregiem:

15

15

12. Przemiana częstotliwości

Mieszacz diodowy (c)

• Prąd diody obliczony dla napięcia

);

t

(

u

U

U

0

+

=

( )

( )

( )

( )

...;

G

2

t

u

t

u

G

U

I

U

I

'

d

2

d

0

0

+

+

+

=

• Aby pokazać efekt przemiany częstotliwości - mieszania przyjmiemy, że

napięcie zmienne u(t) jest sumą dwu składników sinusoidalnie zmiennych:

( )

( )

( )

;

t

cos

U

t

cos

U

t

u

S

S

H

H

ω

+

ω

=

• O procesach przemiany decyduje wyraz trzeci szeregu:

( )

( )

( )

[

]

;

t

cos

U

t

cos

U

2

G

G

2

t

u

i

2

S

S

h

h

'

d

'

d

2

3

ω

+

ω

=

=

• Po podniesieniu do kwadratu i uporządkowaniu otrzymamy 6 składników.

16

16

12. Przemiana częstotliwości

Mieszacz diodowy (d)

• Pierwsze 2 wyrazy to detekcja. Składowa stała prądu diody przyrasta

proporcjonalnie do mocy heterodyny i sygnału:

(

)

;

U

U

4

G

i

2

S

2

H

'

d

)

2

,

1

(

3

+

=

• Wyrazy 3 i 4 opisują proces powielania częstotliwości:

(

)

(

)

[

]

;

t

2

cos

U

t

2

cos

U

4

G

i

S

2

S

H

2

H

'

d

)

4

,

3

(

3

ω

+

ω

=

• Wyrazy 5 i 6 to przemiana częstotliwości:

(

)

[

]

(

)

[

]

{

}

;

t

sin

U

U

2

t

sin

U

U

2

4

G

i

S

H

S

H

S

H

S

H

'

d

)

6

,

5

(

3

ω

+

ω

+

ω

−

ω

=

17

17

12. Przemiana częstotliwości

Mieszacz diodowy (e)

Mieszacze dolnowstęgowe stosowane są powszechnie w odbiornikach.

Podstawowe składniki widmowe mieszacza

• W mieszaczu dolnowstęgowym wykorzystywana jest dolna wstęga

S

H

f

f

−

• Mieszacz, w którym wykorzystana została górna wstęga

nazywany jest mieszaczem górnowstęgowym.

S

H

f

f

+

f

Moc (log)

0

f

S+

f

H

P

p

P

H

P

S

f

S

f

H

f

p

= f

S

-f

H

18

18

12. Przemiana częstotliwości

Mieszacz diodowy (f)

• Proces przemiany częstotliwości w obwodzie z diodą Schottky’ego

można wykorzystać do modulacji amplitudy sygnału fali nośnej.

Podstawowe składniki widmowe modulatora

f

Moc (log)

0

P

H

f

H

P

S

f

S

f

H

–f

S

f

H

+f

S

19

19

12. Przemiana częstotliwości

Mieszacz diodowy (g)

‰

Produkty intermodulacji

• Przyjmiemy, że obok napięcia heterodyny doprowadzono do mieszacza

dwa sygnały o częstotliwościach f

S1

i f

S2

, odległe od siebie o

δf:

( )

( )

(

)

(

)

;

t

cos

U

t

cos

U

t

cos

U

t

u

2

s

2

s

1

s

1

s

H

H

ω

+

ω

+

ω

=

• Widmo sygnału wyjściowego wzbogaca się o nowe produkty

przemiany, nazywane produktami intermodulacji dwutonowej:

...;

3

,

2

,

1

,

0

n

,

n

,

m

dla

f

n

f

n

mf

f

2

1

2

S

2

1

S

1

H

2

n

,

1

n

,

m

=

±

±

±

=

20

20

12. Przemiana częstotliwości

Mieszacz diodowy (h)

Charakterystyki widmowe

f

Moc (log)

0

P

P1

f

p1

P

H

f

H

f

S1

P

S1

f

S2

P

S2

f

p2

δf

δf

f

P1

-

δf

f

P2

+

δf

P

P2

• Najważniejsze produkty, zwane produktami intermodulacji dwutonowej

trzeciego rzędu mają częstotliwości odległe o

±δf od obu częstotliwości

pośrednich f

P1

i f

P2

.

21

21

12. Przemiana częstotliwości

Mieszacz diodowy (i)

‰

Produkty
intermodulacji
w zależności od
mocy sygnałów

20

0

-20

-40

-60

-80

-60

-40

-20

0

20

Moc sygnału P

s

[dBm]

Produkty 1. rzędu

f

H

-f

s1

 i f

H

-f

s2



Punkt przecięcia 3. rzędu

Moc wyj

ści

ow

a P

p

[d

Bm]

Produkty 2. rzędu

2

f

H

-f

s1

 i 2f

H

-f

s2



Produkty 3. rzędu

f

H

-(2f

s1

-f

s2

)

 i

f

H

-(2f

s2

-f

s1

)



22

22

12. Przemiana częstotliwości

Parametry mieszacza (a

Parametry mieszacza (a

)

)

‰

Straty przemiany L

są stosunkiem mocy P

P

sygnału wyjściowego mieszacza

o częstotliwości pośredniej f

P

do mocy P

S

sygnału wejściowego o częstotliwości f

S

:

;

a

a

P

P

L

2

S

2

p

S

p

=

=

• Wartość strat przemiany mieszacza podawane jest w decybelach.

Zależność strat przemiany L
mieszacza od mocy
heterodyny

• Typowo straty przemiany mieszacza mieszczą się w granicach L = 3...6 dB.

Moc Heterodyny P

H

[dBm]

Straty Przemia

ny

L[

dB

] 15

10

5

0

-5

0

5

10

15

23

23

12. Przemiana częstotliwości

Parametry mieszacza (

Parametry mieszacza (

b

b

)

)

‰

Współczynnik szumów F

mieszacza jest ilorazem stosunku mocy

składowej o częstotliwości pośredniej do mocy szumu na wyjściu
mieszacza oraz stosunku mocy wejściowego sygnału mikrofalowego

do szumu odpowiadającego temperaturze 290 K na wejściu mieszacza:

;

L

P

P

P

P

F

WE

K

290

dla

szumu

S

WY

szumu

p

≅

























=

• Proces przemiany częstotliwości degraduje stosunek sygnał/szum.

24

24

12. Przemiana częstotliwości

Parametry mieszacza (

Parametry mieszacza (

c

c

)

)

‰

Zakres pracy liniowej

Zespolona amplituda sygnału:

;

e

a

a

S

j

S

S

Φ

=

Zespolona amplituda sygnału heterodyny:

;

e

a

a

H

j

H

H

Φ

=

Zespolona amplituda sygnału o częstotliwości pośredniej:

;

e

a

a

p

j

p

p

Φ

=

• Na podstawie zależności

można napisać:

(

)

[

]

;

t

sin

U

U

2

i

S

H

S

H

)

5

(

3

ω

−

ω

≈

( )

(

)

[

]

;

e

a

P

L

e

a

S

H

0

P

P

j

S

H

j

P

Φ

−

Φ

Φ

Φ

=

‰

Mieszacz jest przetwornikiem liniowym, odtwarza informacje zawarte

w fazie i amplitudzie sygnału.

25

25

12. Przemiana częstotliwości

Parametry mieszacza (

Parametry mieszacza (

d

d

)

)

-80

40

0

-40

-80

Moce Sygna

łów Wyj

ściowych Mieszacza [dBm]

-120

Moc Sygnału [dBm]

-40

0

20

Charakterystyki

mieszacza

Punkt przecięcia

3 rzędu

P

H

= 20 dBm

P

H

= 3 dBm

Straty

przemiany

wzrosły o 1 dB

Straty

przemiany L

(2f

S1

– f

S2

) - f

H

(2f

S2

– f

S1

) - f

H

26

26

12. Przemiana częstotliwości

Parametry mieszacza (

Parametry mieszacza (

e

e

)

)

‰

Powtarzamy: gdy wykorzystujemy składnik różnicowy zwany

wstęgą dolną

(częstotliwością pośrednią) mieszacz nazywamy

dolnowstęgowym

, gdy

wykorzystujemy składnik sumacyjny mieszacz nazywamy

górnowstęgowym

.

‰

W przypadku, gdy f

S

<< f

H

często wykorzystywane są obie wstęgi i nośna f

H

,

układ z diodą pełni funkcję

modulatora amplitudy

.

f

P

= f

H

– f

S

wstęga dolna

f

S

sygnał

f

P

= f

H

+ f

S

wstęga dolna

2f

H

- f

S

0

Sk

ładowe pr

ądu I

m,

n

f

f

H -

nośna

2f

H

27

27

12. Przemiana częstotliwości

Parametry mieszacza (

Parametry mieszacza (

f

f

)

)

‰

Wyraz zawierający jest generatorem produktów trzeciego rzędu,

zniekształceń intermodulacyjnych.

3

RF

v

Sk

ładowe pr

ądu I

m,

n

f

f

H

f

1

, f

2

f

P1

, f

P2

2f

2

-f

1

2f

1

-f

2

(2f

1

-f

2

)-f

H

(2f

2

-f

1

)-f

H

f

2

-f

1

‰

Moce produktów 3-go rzędu rosną z mocą sygnałów w 3-ciej potędze.

‰

Dynamiczny zakres pracy mieszacza ograniczają: poziom szumów od dołu i

poziom zniekształceń intermodulacyjnych od góry.

28

28

12. Przemiana częstotliwości

Parametry mieszacza (

Parametry mieszacza (

g

g

)

)

‰

W przypadku sygnału monoczęstotliwościowego mieszacz pracuje
jako

detektor

(składowa stała jest wtedy wykorzystywana), lub

jako

powielacz

(wykorzystywane są harmoniczne).

‰

Mieszacz jest przetwornikiem liniowym w szerokim zakresie mocy
sygnału,

zachowuje przy tym relacje fazowe

między składowymi

sygnału..

‰

Gdy f

S

= f

H

, a między sygnałami występuje różnica faz, to wartość

składowej stałej staje się liniowo zależna od sin(

Φ

S

-

Φ

H

);

mieszacz pracuje wtedy jako

detektor fazy

.

‰

Gdy są trudności w uzyskaniu oscylacji w pobliżu f

S

,

wykorzystywana jest składowa

2f

S

- f

H

, zwana czasami lustrzaną,

wtedy mieszacz nazywamy

podharmonicznym

.

29

29

12. Przemiana częstotliwości

Parametry mieszacza (

Parametry mieszacza (

h

h

)

)

‰

Częstotliwościowe pasmo pracy

Częstotliwościowe pasmo pracy mieszacza zależy od konstrukcji
obwodów doprowadzających moce mikrofalowe heterodyny P

H

i sygnału P

S

do diody (lub diod w przypadku mieszaczy wielodiodowych)

oraz od konstrukcji wyprowadzających sygnał częstotliwości pośredniej.

• W przypadku konstrukcji falowodowych są to zwykle pełne pasma pracy

falowodu.

• W konstrukcjach wykorzystujących techniki planarne częstotliwościowe

pasma pracy wynoszą kilka dekad, na przykład 1...3000 MHz.

30

30

12. Przemiana częstotliwości

Mieszacze zr

Mieszacze zr

ó

ó

wnowa

wnowa

ż

ż

one (

one (

a

a

)

)

‰

Sprzęgacz kierunkowy Σ/∆ jest chętnie używany w układzie

mieszacza pojedynczo-zrównoważonego.

‰

Zał. Sprzęgacz jest idealnie dopasowany, dzieli moc sygnałów po

połowie, przesunięcia fazowe jak na rysunku.

[ ]

;

0

0

1

1

0

0

1

1

1

1

0

0

1

1

0

0

2

1

S

180

























−

−

=

Σ

∆

0

0

0

0

0

0

180

0

a

1

a

2

b

3

b

4

(

)

;

a

a

2

1

b

2

1

3

+

=

(

)

;

a

a

2

1

b

2

1

4

−

=

Sprzęgacz 3dB,

180

0

31

31

12. Przemiana częstotliwości

Mieszacze zr

Mieszacze zr

ó

ó

wnowa

wnowa

ż

ż

one (

one (

b

b

)

)

‰

Jak prąd diody zależy od fazy napięcia?

‰

Rozważmy przypadek a):

v

i

a

...;

v

v

v

i

3

2

a

+

+

+

=

v

i

b

...;

v

v

v

i

3

2

b

+

−

+

−

=

a)

b)

‰

Przypadek b), w którym napięcie zmienia fazę o π:

32

32

12. Przemiana częstotliwości

Mieszacze zr

Mieszacze zr

ó

ó

wnowa

wnowa

ż

ż

one (c

one (c

)

)

‰

Prąd wyjściowy mieszacza i

MR

= i

a

– i

b

:

;

v

v

v

;

v

v

v

S

Lo

b

S

LO

a

+

−

=

+

=

(

) (

) (

)

(

) (

) (

)

...

v

v

v

v

v

v

i

...

v

v

v

v

v

v

i

3

S

LO

2

S

LO

S

LO

b

3

S

LO

2

S

LO

S

LO

a

+

+

−

−

+

−

+

+

−

−

=

+

+

+

+

+

+

=

‰

Prąd wyjściowy mieszacza i

MR

= i

a

– i

b

:

Σ

∆

0

0

0

0

0

0

180

0

a

i

b

b

i

MR

i

a

P

S

, v

S

P

LO

,v

LO

33

33

12. Przemiana częstotliwości

Mieszacze zr

Mieszacze zr

ó

ó

wnowa

wnowa

ż

ż

one (d

one (d

)

)

‰

Tabela i ch-ka widmowa pokazują składniki usunięte dzięki różnicom faz

v

3

S

-

v

2

LO

v

S

-

-

v

LO

v

S

-

v

S

-

i

a

– i

b

=

-v

3

S

v

LO

v

2

S

- v

2

LO

v

S

v

3

LO

v

2

S

-v

LO

v

S

v

2

LO

-v

S

v

LO

i

b

=

v

3

S

v

LO

v

2

S

v

2

LO

v

S

v

3

LO

v

2

S

v

LO

v

S

v

2

LO

v

S

v

LO

i

a

=

f

H

– f

S

f

S

f

H

+ f

S

2f

H

- f

S

0

Sk

ładowe pr

ądu I

m,

n

f

f

H -

nośna

2f

H

2f

H

+ f

S

34

34

12. Przemiana częstotliwości

Mieszacze zr

Mieszacze zr

ó

ó

wnowa

wnowa

ż

ż

one (e

one (e

)

)

‰

Zamieniamy
źródła heterodyny
i sygnału

Σ

∆

0

0

0

0

0

0

180

0

i

b

i

M

i

a

P

S

, v

S

P

LO

,v

LO

...

v

v

v

V

v

v

i

i

3

LO

2

S

LO

S

LO

LO

b

a

+

+

+

+

=

−

f

H

– f

S

f

S

f

H

+ f

S

2f

H

- f

S

0

Sk

ładowe pr

ądu I

m,

n

f

f

H -

nośna

2f

H

2f

H

+ f

S

35

35

12. Przemiana częstotliwości

Mieszacze zr

Mieszacze zr

ó

ó

wnowa

wnowa

ż

ż

one (f

one (f

)

)

‰

Wykorzystujemy sprzęgacz kwadraturowy

Σ

∆

0

0

0

0

90

0

90

0

i

b

i

M

i

a

P

S

, v

S

P

LO

,v

LO

[ ]

;

0

0

j

1

0

0

1

j

j

1

0

0

1

j

0

0

2

1

S

90

























−

−

−

−

=

f

H

– f

S

f

S

f

H

+ f

S

2f

H

- f

S

0

Sk

ładowe pr

ądu I

m,

n

f

f

H -

nośna

2f

H

2f

H

+ f

S

36

36

12. Przemiana częstotliwości

Mieszacze zr

Mieszacze zr

ó

ó

wnowa

wnowa

ż

ż

one (g

one (g

)

)

‰

Układ mieszacza

podwójnie

zrównoważonego

wykorzystuje kwartet

diodowy.

‰

Izolacja między wrotami

sygnału, heterodyny i

pośredniej jest bardzo

dobra.

f

S

f

P

f

LO

37

37

12. Przemiana częstotliwości

Mieszacze zr

Mieszacze zr

ó

ó

wnowa

wnowa

ż

ż

one (h

one (h

)

)

‰

Podwójnie zrównoważony mieszacz z dwoma mieszaczami
zrównoważonymi, bardzo dobrze izoluje wrota między sobą.

f

LO

f

P

f

S

180

0

180

0

180

0

180

0

38

38

12. Przemiana częstotliwości

Mieszacze tranzystorowe (a)

Mieszacze tranzystorowe (a)

‰

Dioda Schottky’ego może by zastąpiona przez tranzystor FET,
z punktem pracy w obszarze nieliniowym.

a) Układ mieszacza z tranzystorem FET i duplexerem.

b) Charakterystyki transmisji mocy duplexera.

v

S

(ω

S

t)

V

D0

v

LO

(ω

LO

t)

v

P

(ω

P

t)

Duplexer

1

2

3

0

f

|S

31

|

|S

32

|

a)

b)

39

39

12. Przemiana częstotliwości

Mieszacze tranzystorowe (b)

Mieszacze tranzystorowe (b)

‰

Tranzystor jest elementem trójzaciskowym, co pozwala rozdzielić obwody

heterodyny, sygnału i częstotliwości pośredniej.

‰

Straty przemiany mogą być niewielkim wzmocnieniem.

Układ mieszacza z tranzystorem FET i dobrą

separacją wszystkich obwodów.

v

S

(ω

S

t)

V

D0

v

LO

(ω

LO

t)

v

P

(ω

P

t)

R

G

R

S

40

40

12. Przemiana częstotliwości

Mieszacze tranzystorowe (

Mieszacze tranzystorowe (

c

c

)

)

‰

Tranzystor dwubramkowy wspaniale nadaje się do układu
mieszacza mikrofalowego.

v

LO

(ω

LO

t)

v

P

(ω

P

t)

V

D0

v

S

(ω

S

t)

Filtr D-P

Układ mieszacza z tranzystorem FET

dwubramkowym