Mezclador electrónico

La señal recibida se puede representar como

${\displaystyle E_{\mathrm {sig} }\cos(\omega _{\mathrm {sig} }t+\varphi )\,}$

y la del oscilador local se puede representar como

${\displaystyle E_{\mathrm {LO} }\cos(\omega _{\mathrm {LO} }t).\,}$

Para simplificar, supongamos que la salida I del detector es proporcional al cuadrado de la amplitud:

${\displaystyle I\propto \left(E_{\mathrm {sig} }\cos(\omega _{\mathrm {sig} }t+\varphi )+E_{\mathrm {LO} }\cos(\omega _{\mathrm {LO} }t)\right)^{2}}$

${\displaystyle ={\frac {E_{\mathrm {sig} }^{2}}{2}}\left(1+\cos(2\omega _{\mathrm {sig} }t+2\varphi )\right)}$

${\displaystyle +{\frac {E_{\mathrm {LO} }^{2}}{2}}(1+\cos(2\omega _{\mathrm {LO} }t))}$

${\displaystyle +E_{\mathrm {sig} }E_{\mathrm {LO} }\left[\cos((\omega _{\mathrm {sig} }+\omega _{\mathrm {LO} })t+\varphi )+\cos((\omega _{\mathrm {sig} }-\omega _{\mathrm {LO} })t+\varphi )\bien]}$

${\displaystyle =\underbrace {\frac {E_{\mathrm {sig} }^{2}+E_{\mathrm {LO} }^{2}}{2}} _{constante\;componente}+\underbrace {{\frac {E_{\mathrm {sig} }^{2}}{2}}\cos(2\omega _{\mathrm {sig} }t+2\varphi )+{\frac {E_{\mathrm {LO} }^{2}}{2}}\cos(2\omega _{\mathrm {LO} }t)+E_{\mathrm {sig} }E_{\mathrm {LO} }\cos((\omega _{\mathrm {sig} }+\omega _{\mathrm {LO} })t+\varphi )} _{componente\;de\;alta\;frecuencia}}$

${\displaystyle +\underbrace {E_{\mathrm {sig} }E_{\mathrm {LO} }\cos((\omega _{\mathrm {sig} }-\omega _{\mathrm {LO} })t+\varphi )} _{beat\;component}.}$

La salida tiene alta frecuencia (${\ Displaystyle 2 \ omega _ {\ mathrm {sig}}}$,${\ Displaystyle 2 \ omega _ {\ mathrm {LO}}}$y${\displaystyle \omega _{\mathrm {sig} }+\omega _{\mathrm {LO} }}$) y componentes constantes. En la detección heterodina, los componentes de alta frecuencia y, por lo general, los componentes constantes se filtran, dejando la frecuencia intermedia (de batido) en${\displaystyle \omega _{\mathrm {sig} }-\omega _{\mathrm {LO} }}$La amplitud de este último componente es proporcional a la amplitud de la radiación de la señal. Mediante un análisis de señal adecuado , también se puede recuperar la fase de la señal.

Si${\displaystyle \omega _{\mathrm {LO} }}$es igual a${\displaystyle \omega _ {\mathrm {sig} }}$entonces el componente de batido es una versión recuperada de la señal original, con la amplitud igual al producto de${\displaystyle E_{\mathrm {sig} }}$y${\displaystyle E_{\mathrm {LO} }}$Es decir, la señal recibida se amplifica mediante la mezcla con el oscilador local . Esta es la base de un receptor de conversión directa .

Los mezcladores multiplicativos se han implementado de diversas maneras. Los más populares son los mezcladores de celda Gilbert , los mezcladores de diodo , los mezcladores de anillo de diodo ( modulación en anillo ) y los mezcladores conmutados. Los mezcladores de diodo aprovechan la no linealidad de los diodos para producir la multiplicación deseada en el término cuadrático. Son muy ineficientes, ya que la mayor parte de la potencia de salida se encuentra en otros términos no deseados que requieren filtrado. Las radios AM económicas aún utilizan mezcladores de diodo.

Los mezcladores electrónicos suelen estar compuestos por transistores y/o diodos dispuestos en un circuito balanceado o incluso en un circuito doblemente balanceado. Se fabrican fácilmente como circuitos integrados monolíticos o híbridos . Están diseñados para una amplia variedad de rangos de frecuencia y se producen en masa con tolerancias estrictas por cientos de miles, lo que los hace relativamente económicos.

Los mezcladores de doble balance se utilizan ampliamente en comunicaciones por microondas , comunicaciones por satélite , transmisores de comunicaciones de ultra alta frecuencia (UHF) , receptores de radio y sistemas de radar .

Los mezcladores de celda de Gilbert son una disposición de transistores que multiplica las dos señales.

Los mezcladores conmutados utilizan conjuntos de transistores de efecto de campo o tubos de vacío . Estos actúan como interruptores electrónicos para alternar la dirección de la señal. Su funcionamiento se controla mediante la señal que se está mezclando. Son especialmente populares en radios con control digital. Los mezcladores conmutados transmiten más potencia y, por lo general, generan menos distorsión que los mezcladores de celda Gilbert.