आवृत्ति मिक्सर

यह लेख आवृति प्रक्षेत्र में काम कर रहे गैर-रेखीय मिश्रण के बारे में है। अन्य प्रकार के मिश्रक के लिए, इलेक्ट्रॉनिक मिश्रक देखें।

आवृत्ति मिक्सर प्रतीक

इलेक्ट्रानिक्स में, एक मिक्सर, या आवृत्ति मिक्सर, एक इलेक्ट्रिकल परिपथ है जो उस पर लागू दो संकेतों से नई आवृत्तियों का निर्माण करता है।इसके सबसे सामान्य अनुप्रयोग में, दो संकेतों को एक मिक्सर पर लागू किया जाता है, और यह मूल आवृत्तियों के योग और अंतर पर नए संकेतों का उत्पादन करता है। अन्य आवृत्ति घटकों को एक व्यावहारिक आवृत्ति मिक्सर में भी उत्पादित किया जा सकता है।

मिक्सर का उपयोग व्यापक रूप से एक आवृत्ति श्रेणी से दूसरे में संकेतों को स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है, एक प्रक्रिया जिसे संचारण या आगे संकेत प्रक्रमन में सुविधा के लिए विषमता के रूप में जाना जाता है। उदाहरण के लिए, एक परासंकरण ग्राही का एक प्रमुख घटक एक मिक्सर है जिसका उपयोग प्राप्त संकेतों को एक सामान्य मध्यवर्ती आवृत्ति के लिए स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है। आवृति मिक्सर का उपयोग ट्रांसमीटर में एक वाहक संकेत को मॉडुलन करने के लिए भी किया जाता है।

प्रकार

एक मिक्सर की आवश्यक विशेषता यह है कि यह अपने आउटपुट में एक घटक का उत्पादन करता है जो दो निविष्ट संकेतों का उत्पाद है। दोनों सक्रिय और निष्क्रिय परिपथ मिक्सर का अनुभव कर सकते हैं। निष्क्रिय मिक्सर एक या अधिक डायोड का उपयोग करते हैं और द्विगुणित तत्व प्रदान करने के लिए विद्युत दाब और धारा के बीच उनके गैर-रैखिक संबंध पर निर्भर करता हैं। एक निष्क्रिय मिक्सर में, वांछित आउटपुट संकेत सदैव निविष्ट संकेतों की तुलना में कम शक्ति का होता है।

सक्रिय मिक्सर एक प्रवर्धक उपकरण (जैसे कि एक प्रतिरोधान्तरित्र या वेक्यूम - ट्यूब) का उपयोग करते हैं जो उत्पाद संकेत की ताकत को बढ़ा सकता है। सक्रिय मिक्सर पोर्ट के बीच विच्छेद में सुधार करते हैं, लेकिन अधिक ध्वनि और अधिक विद्युत की क्षय हो सकती है। एक सक्रिय मिक्सर अधिभार के कम सहिष्णु हो सकता है।

मिक्सर को असतत घटकों से बनाया जा सकता है,जो एकीकृत परिपथ का हिस्सा हो सकता है, या हाइब्रिड मॉड्यूल के रूप में वितरित किया जा सकता है।

एक दोहरे-संतुलित निष्क्रिय डायोड मिक्सर (जिसे वली प्रबंधक के रूप में भी जाना जाता है) का योजनाबद्ध आरेख कोई आउटपुट नहीं है जब तक कि F1 और F2 दोनों निविष्ट सम्मिलित न हों, हालांकि F2 (लेकिन F1 नहीं) दिष्टधारा हो सकता है।

मिक्सर को उनके सांस्थिति (विद्युत परिपथ) द्वारा भी वर्गीकृत किया जा सकता है:

• एक असंतुलित मिक्सर, एक उत्पाद संकेत का उत्पादन करने के अतिरिक्त, दोनों निविष्ट संकेत को आउटपुट में घटकों के रूप में गुजरने और प्रकट करने की स्वीकृति देता है।
• एक एकल संतुलित मिक्सर को उसके एक इनपुट के साथ एक संतुलित (विभेदी) परिपथ पर लागू किया जाता है ताकि या तो स्थानीय दोलक (एलओ) या संकेत इनपुट (आरएफ) आउटपुट पर अवरोध हो जाए ।
• एक दोहरे संतुलित मिक्सर में इसके दोनों इनपुट विभेदी परिपथ पर लागू होते हैं, ताकि कोई भी इनपुट सिग्नल न हो और केवल उत्पाद सिग्नल आउटपुट पर दिखाई दे। दोहरे संतुलित मिक्सर अधिक जटिल होते हैं और असंतुलित और एकल संतुलित डिजाइनों की तुलना में उच्च चालक स्तर की आवश्यकता होती है।

एक मिक्सर प्रकार का चयन एक विशेष अनुप्रयोग के लिए एक व्यापार बंद है। मिक्सर परिपथ को उनके गुणों जैसे कि रूपांतरण लाभ (इलेक्ट्रॉनिक्स) (या हानि), ध्वनि आकृति और गैर -रेखीयता जैसे गुणों की विशेषता है। मिक्सर के रूप में उपयोग किए जाने वाले nonlinear इलेक्ट्रॉनिक घटकों में कटऑफ के पास डायोड और प्रतिरोधान्तरित्र पक्षपाती सम्मिलित हैं। रैखिक, समय-भिन्न उपकरण, जैसे कि अनुरूप गुणक, बेहतर प्रदर्शन प्रदान करते हैं, क्योंकि यह केवल सही गुणकों में है कि आउटपुट आयाम निविष्ट आयाम के लिए आनुपातिक है, जैसा कि रैखिक रूपांतरण के लिए आवश्यक है। प्रेरित्र संतृप्ति (चुंबकीय) में संचालित फेरोमैग्नेटिक-कोर इंडक्टर्स का भी उपयोग किया गया नॉनलाइनर ऑप्टिक्स में, नॉनलाइनियर विशेषताओं वाले क्रिस्टल का उपयोग ऑप्टिकल हेटेरोडीन का पता लगाना बनाने के लिए लेजर लाइट की दो आवृत्तियों को मिलाने के लिए किया जाता है।

डायोड

एक साधारण असंतुलित मिक्सर बनाने के लिए एक डायोड का उपयोग किया जा सकता है। इस प्रकार का मिक्सर मूल आवृत्तियों के साथ -साथ उनके योग और उनके अंतर का उत्पादन करता है। डायोड की महत्वपूर्ण संपत्ति इसकी गैर-रैखिकता (या गैर-ओएचएम का कानून व्यवहार) है, जिसका अर्थ है कि इसकी प्रतिक्रिया (धारा) इसके निविष्ट (विद्युत दाब) के लिए आनुपातिक नहीं है। डायोड इसके माध्यम से धारा में अपने चालकिंग विद्युत दाब की आवृत्तियों को पुन: पेश नहीं करता है, जो वांछित आवृत्ति हेरफेर की स्वीकृतिदेता है। द करेंट $I$ विद्युत दाब के एक समारोह के रूप में एक आदर्श डायोड के माध्यम से $V_{D}$ इसके द्वारा दिया गया है

$I=I_{\mathrm {S} }\left(e^{qV_{\mathrm {D} } \over nkT}-1\right)$

गैर-रैखिकता की महत्वपूर्ण संपत्ति जहां से परिणाम है $V_{D}$ में रहना $e$घातांक। घातांक टेलर श्रृंखला के रूप में हो सकता है

$e^{x}=\sum _{n=0}^{\infty }{\frac {x^{n}}{n!}}$

और छोटे के लिए अनुमानित किया जा सकता है $x$ (अर्थात्, छोटे विद्युत दाब) उस श्रृंखला के पहले कुछ शब्दों से:

$e^{x}-1\approx x+{\frac {x^{2}}{2}}$

मान लीजिए कि दो निविष्ट संकेतों का योग $v_{1}+v_{2}$ एक डायोड पर लागू होता है, और यह कि एक आउटपुट विद्युत दाब उत्पन्न होता है जो डायोड के माध्यम से धारा के लिए आनुपातिक होता है (समानरूप से विद्युत दाब प्रदान करके जो डायोड के साथ श्रृंखला में एक अवरोधक में सम्मिलित है)।फिर, डायोड समीकरण में स्थिरांक की अवहेलना, आउटपुट विद्युत दाब में फॉर्म होगा

$v_{\mathrm {o} }=(v_{1}+v_{2})+{\frac {1}{2}}(v_{1}+v_{2})^{2}+\dots$

दाईं ओर पहला शब्द मूल दो संकेत है, जैसा कि अपेक्षित था, इसके बाद योग के वर्ग के बाद, जिसे फिर से लिखा जा सकता है $(v_{1}+v_{2})^{2}=v_{1}^{2}+2v_{1}v_{2}+v_{2}^{2}$, जहां द्विगुणित संकेत स्पष्ट है।एलिप्सिस राशि की सभी उच्च शक्तियों का प्रतिनिधित्व करता है जिसे हम छोटे संकेतों के लिए नगण्य मानते हैं।

मान लीजिए कि विभिन्न आवृत्तियों के दो निविष्ट साइनसॉइड्स को डायोड में खिलाया जाता है, जैसे कि $v_{1}=\sin at$ और $v_{2}=\sin bt$।संकेत $V_{0}$ बन जाता है:

$v_{\mathrm {o} }=(\sin at+\sin bt)+{\frac {1}{2}}(\sin at+\sin bt)^{2}+\dots$

वर्ग शब्द की पैदावार का विस्तार:

$v_{\mathrm {o} }=(\sin at+\sin bt)+{\frac {1}{2}}(\sin ^{2}at+2\sin at\cdot \sin bt+\sin ^{2}bt)+\dots$

के अतिरिक्त सभी शर्तों को अनदेखा करना $\sin at\sin bt$ कृत्रिमता (उत्पाद को योग) की पहचान, टर्म और उपयोग करना,

$\sin a\sin b={\frac {\cos(a-b)-\cos(a+b)}{2}}$

पैदावार,

$v_{\mathrm {o} }=\cos((a-b)t)-\cos((a+b)t)+\dots$

यह दर्शाता है कि मिक्सर से नई आवृत्तियों को कैसे बनाया जाता है।

स्विचिंग

मिक्सर का एक अन्य रूप स्विचिंग द्वारा संचालित होता है, जो एक वर्ग तरंग द्वारा निविष्ट संकेत के गुणन के बराबर होता है। एक दोहरे-संतुलित मिक्सर में, (छोटा) निविष्ट संकेत वैकल्पिक रूप से स्थानीय दोलक (LO) के चरण के अनुसार उल्टा या गैर उलटा होता है।अर्थात्, निविष्ट संकेत को प्रभावी रूप से एक वर्ग तरंग से द्विगुणित किया जाता है जो LO दर पर +1 और -1 के बीच वैकल्पिक होता है।

एकल-संतुलित स्विचिंग मिक्सर में, निविष्ट संकेत को वैकल्पिक रूप से पारित या अवरुद्ध किया जाता है। इस प्रकार निविष्ट संकेत को प्रभावी रूप से एक वर्ग तरंग से द्विगुणित किया जाता है जो 0 और +1 के बीच वैकल्पिक होता है।

यह उत्पाद के साथ एक साथ आउटपुट में सम्मिलित निविष्ट संकेत के आवृत्ति घटकों के परिणामस्वरूप होता है, चूंकि द्विगुणित संकेत को डीसी ऑफसेट (यानी एक शून्य आवृत्ति घटक) के साथ एक वर्ग तरंग के रूप में देखा जा सकता है।

एक स्विचिंग मिक्सर का उद्देश्य स्थानीय दोलक द्वारा संचालित हार्ड स्विचिंग के माध्यम से रैखिक संचालन को प्राप्त करना है। आवृत्ति प्रक्षेत्र में, स्विचिंग मिक्सर ऑपरेशन सामान्य राशि और अंतर आवृत्तियों की ओर जाता है, लेकिन आगे की शर्तों को भी उदा- ± 3F_LO, ± 5f_LO, आदि। एक स्विचिंग मिक्सर का लाभ यह है कि यह (एक ही प्रयास के साथ) एक कम ध्वनि आंकड़ा (एनएफ) और बड़ा रूपांतरण लाभ प्राप्त कर सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि स्विचिंग डायोड या प्रतिरोधान्तरित्र या तो एक छोटे प्रतिरोधक (स्विच बंद) या बड़े प्रतिरोधक (स्विच खुला) की तरह कार्य करते हैं, और दोनों ही मामलों में केवल एक न्यूनतम ध्वनि जोड़ा जाता है। परिपथ के नजरिए से, कई द्विगुणित करने वाले मिक्सर को मिक्सर को स्विच करने के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, बस लो आयाम को बढ़ाकर। इसलिए आरएफ इंजीनियर बस मिक्सर के बारे में बात करते हैं, जबकि उनका तात्पर्य है मिक्सर स्विच करना।

मिक्सर परिपथ का उपयोग न केवल एक ग्राही के रूप में एक निविष्ट संकेत की आवृत्ति को स्थानांतरित करने के लिए किया जा सकता है, बल्कि एक उत्पाद डिटेक्टर, न्यूनाधिक, चरण डिटेक्टर या आवृत्ति गुणक के रूप में भी। उदाहरण के लिए, एक संचार ग्राही में निविष्ट संकेत के रूपांतरण के लिए दो मिक्सर चरण हो सकते हैं जो एक मध्यवर्ती आवृत्ति में और एक अन्य मिक्सर को संकेत के डिमोड्यूलेशन के लिए डिटेक्टर के रूप में नियोजित किया जाता है।

यह भी देखें

• आवृत्ति गुणक
• सबहमोनिक मिक्सर
• उत्पाद डिटेक्टर
• पेंटाग्रिड कनवर्टर
• बीम विक्षेपन ट्यूब
• रिंग मॉड्यूलेशन
• गिल्बर्ट सेल
• ऑप्टिकल हेटेरोडीन का पता लगाना
• अंतर्विरोध
• तीसरा-आदेश इंटरसेप्ट पॉइंट
• रस्टी बोल्ट इफेक्ट

बाहरी कड़ियाँ

• RF mixers & mixing tutorial

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