Mieszacze

Powrót Mieszacze sumacyjne Mieszacze iloczynowe

  Mieszacze są najistotniejszą częścią odbiorników superheterodynowych. Mieszacz jest układem, który przyjmuje dwa (bardzo rzadko więcej) sygnały na swoje wejście i generuje z nich pojedyńczy sygnał o innej częstotliwości. Każdy mieszacz jest układem nieliniowym, gdyż inaczej na wyjściu otrzymalibyśmy dwa dokładnie takie same sygnały jak na wejściach.
  Teoretyczna zasada działania mieszaczy jest prosta i wynika z matematyki. Jeszcze na długo przed powstaniem radiotechniki, na początku XIX wieku francuski matematyk Fourier zauważył, że każdy przebieg okresowy, o kształcie innym niż sinusoidalny da się rozłożyć na sumę sygnałów sinusoidalnych o częstotliwościach równych częstotliwości tego sygnału, częstotliwości dwa razy większej, trzy razy większej itd. W zależności od kształtu sygnału występują wszystkie albo tylko niektóre wielokrotności, i mają różna amplitudy, np. sygnał o kształcie prostokątnym składa się wyłącznie z sygnałów sinusoidalnych o nieparzystych wielokrotnościach sygnału podstawowego.
  Tak więc widać, że jak zamierzamy uzyskać wielokrotność częstotliwości wejściowej należy zastosować element nieliniowy, aby zniekształcić sinusoidalny sygnał wejściowy i otrzymać przez to jego wielokrotności. Takim elementem nieliniowym może być dioda lub trioda w odpowiednim miejscu charakterystyki. Gdy na wejście doprowadzimy jednocześnie dwa sygnały sinusoidalne o różnych częstotliwościach, to powstanie w sumie na wyjściu układu pewien wypadkowy sygnał, który po rozłożeniu na poszczególne sinusoidalne fale składowe będzie miał wiele elementów, o częstotliwościach równych częstotliwościom sygnałów wejściowych i ich wielokrotności, ale również ich kombinacjom: f1 + f2; f1 - f2; 2f1 - f2; 2f1 + f2; 2f1 + 2f2 i wszystkie inne możliwe kombinacje, których jest nieskończenie wiele. (f1 - częstotliwość sygnału pierwszego i f2 - częstotliwość sygnału drugiego). Oczywiście im większa jest wielokrotność sygnału wejściowego tym ten składnik sygnału jest słabszy. Praktycznie silne na tyle aby jeszcze dało się je użyć są sygnały o częstotliwościach równych częstotliwości sygnałów wejściowych, ich sumie i różnicy bezpośredniej i z mnożnikiem 2. Praktycznie wykorzystuje się najsilniejsze elementy, a więc bezpośrednią sumę: f1 + f2, lub (znacznie częściej) różnicę: f1 - f2.
  Celem odbioru superheterodynowego jest zamiana odbieranej fali o zmiennej częstotliwości, zależnej od odbieranej stacji na jedną o stałej częstotliwości (dla danego odbiornika). W praktyce przyjęło się wykorzystywać sygnał opisywane wzorem (fp to częstotliwość pośrednia) fp = f1 - f2, gdzie f1 to sygnał generatora lokalnego, a f2 to sygnał odbieranej stacji. W takiej sytuacji częstotliwość heterodyny jest zawsze wyższa od częstotliwości odbieranego sygnału o wartość częstotliwości pośredniej. Taka sytuacja jest wygodna - gdyż heterodynę stroi się tak samo jak stację - wzrost częstotliwości heterodyny powoduje wzrost odbieranej częstotliwości. Niestety istnieje jeszcze jedna częstotliwość, która wraz z tą samą częstotliwością heterodyny da nam sygnał o częstotliwości pośredniej - mianowicie w następujący sposób: f3 - f1. Gdy częstotliwość przeszkadzająca f3 jest większa od częstotliwości heterodyny f1 o podwojoną częstotliwość pośrednią - f3 = f2 + 2p to w takim przypadku da nam ona z tą samą częstotliwością taką samą częstotliwość pośrednią - dla każdej częstotliwości heterodyny będziemy odbierać dwie częstotliwości: jedną właściwą, którą chcemy odbierać, drugą zakłócającą, nazywaną częstotliwością lustrzaną, przesuniętą o wartość podwojonej częstotliwości pośredniej w górę. Na przykład, jeżeli w jakimś odbiorniku mamy częstotliwość pośrednią 1MHz, odbieramy częstotliwość 9MHz, to heterodyna musi mieć częstotliwość 10MHz, bo 10MHz (heterodyna) - 9MHz (sygnał)= 1MHz (pośrednia). Ale jak w sygnale wejściowym będzie obecna częstotliwość 9MHz + 2*1MHz = 11MHz to ona także zostanie odebrana, bo 11MHz (sygnał zakłócający) - 10MHz (heterodyna) = 1MHz (pośrednia). Ta druga częstotliwość musi więc być stłumiona przed mieszaczem w odbiorniku.
  Mieszacze mogą być wykonywane w dwóch podstawowych wersjach: jako mieszacze sumacyjne i mieszacze mnożące (iloczynowe). Mieszacz sumacyjny dokonuje operacji sumowania dwóch sygnałów i w celu uzyskania wpływu obu sygnałów na sygnał wyjściowy ta suma zostanie zniekształcona, mieszacz iloczynowy dokonuje operacji mnożenia dwóch sygnałów przez siebie.
  Podstawowym parametrem mieszacza jest nachylenie przemiany, wyrażane w mA/V (miliamper na wolt), analogicznie jak nachylenie lamp wzmacniających. Analogicznie jest też interpretowany podaje stosunek prądu wyjściowego (z anody lampy) mieszacza do napięcia sygnału (nie heterodyny!) na wejściu mieszacza. Jako sygnał wyjściowy bierzemy tylko pożądaną przez nas składową, a nie całość tego sygnału. Nachylenie przemiany zależy od układu mieszacza i zastosowanej lampy.

Powrót Mieszacze sumacyjne Mieszacze iloczynowe