Mezclador armónico

El mezclador armónico y el mezclador subarmónico son un tipo de mezclador de frecuencia , un circuito que transforma la frecuencia de una señal en otra. El mezclador convencional tiene dos señales de entrada y una de salida. Si las dos señales de entrada son ondas sinusoidales con frecuencias _{f₁ y f₂} , la señal de salida consta de componentes de frecuencia correspondientes a la suma _f₁ + f₂ y la diferencia _f₁ − f₂ . En cambio _{, los mezcladores armónicos y subarmónicos generan frecuencias de suma y diferencia que} son múltiplos armónicos de una de las entradas. La señal de salida contiene entonces frecuencias como f₁ + kf₂ y f₁ − _{kf₂ ,} donde k es un número _entero .

El mezclador de frecuencias clásico es un multiplicador. La multiplicación de dos ondas sinusoidales produce únicamente la suma y la diferencia de las frecuencias; las frecuencias de entrada se suprimen y, en teoría, no existen otros productos heterodinos. En la práctica, el multiplicador no es perfecto, y tanto las frecuencias de entrada como otros productos heterodinos estarán presentes.

No se necesita un multiplicador real. El requisito fundamental es una no linealidad, y a frecuencias de microondas es más sencillo usar una no linealidad que un multiplicador ideal. Un desarrollo en serie de Taylor de una no linealidad mostrará las multiplicaciones que dan lugar a los productos de orden superior deseados.

Los objetivos de diseño de los mezcladores buscan seleccionar los productos heterodinos deseados y suprimir los no deseados.

Mezcladores de diodos.

Mezcladores de puente de diodos sobrecargados . La señal de excitación tiene una forma de onda armónica impar (esencialmente una onda cuadrada).

Un diseño clásico para un mezclador armónico utiliza un diodo de recuperación escalonada (SRD). ^{[ 1 ]} La entrada subarmónica del mezclador se amplifica primero a un nivel de potencia que puede ser de alrededor de 1  vatio. Esta señal luego impulsa un circuito generador de impulsos con diodo de recuperación escalonada que convierte la onda sinusoidal en algo similar a un tren de impulsos. El tren de impulsos resultante contiene los armónicos de la onda sinusoidal de entrada hasta una alta frecuencia (como 18  GHz). El tren de impulsos se puede usar luego con un mezclador de diodos (también llamado muestreador). ^{[ 2 ]} El SRD generalmente tiene una relación de multiplicación de frecuencia muy alta y se puede usar como base de un receptor de peine, que monitorea varias frecuencias relacionadas armónicamente a la vez. Esto constituye la base de muchos "detectores de micrófonos espía" simples, cuyo objetivo es detectar transmisiones en cualquier frecuencia, incluso si no se conocen de antemano. (Esto no es lo mismo que un receptor "rake", que es un dispositivo de correlación).

Cuando el múltiplo de frecuencia requerido es menor, como duplicar, triplicar o cuadruplicar, los circuitos con diodos Schottky son más comunes. El ángulo de conducción se puede ajustar modificando el nivel de excitación o la temperatura, y determina qué parte de la curva I/V se utiliza y, por lo tanto, las intensidades relativas de las diferentes salidas relacionadas armónicamente. Si se desea un múltiplo par, un par de diodos en antiparalelo suprimirá la contribución impar del oscilador local, hasta el punto de que los diodos pueden ser idénticos y experimentar la misma impedancia de fuente. A diferencia de un mezclador normal, existe un nivel de excitación óptimo bastante claro, por encima del cual aumenta la pérdida de conversión.

Un mezclador armónico puede utilizarse para evitar la complejidad de generar un oscilador local de microondas, y es común como un extensor de frecuencia simple y confiable para un diseño de baja frecuencia. ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

Los mezcladores subarmónicos (una forma particular de mezclador armónico en la que el oscilador local se proporciona a una frecuencia inferior a un múltiplo de la frecuencia que se va a mezclar con la señal entrante) se utilizan a menudo en sistemas de comunicaciones digitales directos, o de frecuencia intermedia cero , para eliminar los efectos no deseados de la automezcla del oscilador local que se produce en muchos mezcladores de frecuencia fundamental.

Se utiliza en sintetizadores de frecuencia y analizadores de red .

Existe una variante del mezclador subarmónico con dos etapas de conmutación que se utiliza para mejorar la ganancia del mezclador en un receptor de conversión descendente directa. La primera etapa de conmutación mezcla la señal de RF recibida con una frecuencia intermedia equivalente a la mitad de la frecuencia de la señal de RF recibida. La segunda etapa de conmutación mezcla la frecuencia intermedia con la banda base. Al conectar las dos etapas de conmutación en serie, se reutiliza la corriente y el contenido armónico de la primera etapa se introduce en la segunda, mejorando así la ganancia del mezclador.

• multiplicador de frecuencia
• Muestreo (procesamiento de señales)

Sintetizador que utiliza mezcla armónica

• http://www.microwaves101.com/encyclopedia/mixerssubharmonic.cfm Archivado el 4 de mayo de 2012 en Wayback Machine. Solo algunas pistas sobre elementos del diseño SHM.
• Donsi, Tony (2002), Diseño de mezclador subarmónico con Ansoft Designer (PDF) , Ansoft Roadshow, Ansoft, Presentación 9, archivado del original (PDF) el 15/12/2013.Describe algunos aspectos teóricos, el uso de diodos mezcladores antiparalelos y la selección de armónicos impares.