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

इलेक्ट्रानिक में, मिक्सर, या आवृत्ति मिक्सर (आवृत्ति मिश्रक ), एक विद्युतीय 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 प्रेषक में एक वाहक संकेत को मॉडुलन करने के लिए भी किया जाता है।

प्रकार

एक मिक्सर की आवश्यक विशेषता यह है कि यह अपने निर्गत 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 निर्गत संकेत सदैव निविष्ट संकेतों की तुलना में कम शक्ति का होता है।

सक्रिय मिक्सर एक प्रवर्धक उपकरण (जैसे कि एक प्रतिरोधान्तरित्र या निर्वात नली) का उपयोग करते हैं जो उत्पाद संकेत की सामर्थ्य 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 सहनीय हो सकता है।

मिक्सर को असतत घटकों से बनाया जा सकता है, जो एकीकृत परिपथ का हिस्सा हो सकता है या संकरित प्रतिरूपक 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 निर्गत 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 निर्गत में घटकों के रूप में गुजरने और प्रकट करने की स्वीकृति देता है।
• एक एकल संतुलित मिक्सर को उसके एक निविष्ट के साथ एक संतुलित (विभेदी) परिपथ पर लागू किया जाता है ताकि या तो स्थानीय दोलक (एलओ) या संकेत निविष्ट (आरएफ) निर्गत पर अवरोध हो जाए ।
• एक दोहरे संतुलित मिक्सर में इसके दोनों निविष्ट विभेदी परिपथ पर लागू होते हैं, ताकि कोई भी निविष्ट संकेत न हो और केवल उत्पाद संकेत निर्गत 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।

किसी विशेष अनुप्रयोग के लिए मिक्सर प्रकार का चयन एक व्यवस्थापन 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 गैर-रेखीय इलेक्ट्रॉनिक घटकों में आपूर्ती बंद करने के पास डायोड और प्रतिरोधान्तरित्र पूर्वाग्रहित सम्मिलित हैं। रैखिक, समय-भिन्न उपकरण, जैसे कि अनुरूप गुणक, अपेक्षाकृत अधिक प्रदर्शन प्रदान करते हैं, क्योंकि यह केवल वास्तविक गुणक में है निर्गत आयाम निविष्ट आयाम के समानुपाती होता है, जैसा कि रैखिक रूपांतरण के लिए आवश्यक है। प्रेरित्र संतृप्ति (चुंबकीय) में संचालित लोहचुंबकीय-कोर प्रेरकों का भी उपयोग किया गया है। गैर-रेखीय प्रकाशिकी में, अरैखिक विशेषताओं वाले क्रिस्टल का उपयोग प्रकाशीय समकरण बनाने के लिए लेजर प्रकाश की दो आवृत्तियों को संयुक्त करने 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 गुण इसकी गैर-रैखिकता (या गैर-ओएचएम का नियम गतिविधि) है, जिसका अर्थ है कि इसकी प्रतिक्रिया (धारा) इसके निविष्ट (विद्युत दाब) के लिए आनुपातिक नहीं है। डायोड इसके माध्यम से धारा में अपने परिचालन विद्युत दाब की आवृत्तियों को पुन: प्रस्तुत नहीं करता है, जो वांछित आवृत्ति दक्षप्रयोग की स्वीकृति देता है। धारा $I$ विद्युत दाब के एक कार्य 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 गुण जहां से परिणाम है $V_{D}$ में $e$ के घातांक में होने से होता है। घातीय के रूप में विस्तारित किया जा सकता है

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

और $x$ छोटे के लिए अनुमानित किया जा सकता है (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 निर्गत 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)। इस के अतिरिक्त, डायोड समीकरण में स्थिरांक की उपेक्षा करते हुए, निर्गत विद्युत दाब रूप मे 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 पुनः लिखा जा सकता है $(v_{1}+v_{2})^{2}=v_{1}^{2}+2v_{1}v_{2}+v_{2}^{2}$, जहां द्विगुणित संकेत स्पष्ट है। दीर्घवृत्त योग 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 ज्यावक्रीय को डायोड में सिंचित हो 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 प्रतिफल 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 स्थि‍तियो की उपेक्षा करना $\sin at\sin bt$ संबंध और प्रोस्थेफेरेसिस (उत्पाद को योग) की पहचान, स्थि‍ति और उपयोग करना

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

प्रतिफल,

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

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

स्विचन

मिक्सर का एक अन्य रूप स्विचन 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 (एलओ) के चरण के अनुसार प्रतिलोमित या गैर प्रतिलोमित होता है। अर्थात, निविष्ट संकेत को प्रभावी रूप से एक वर्ग तरंग से द्विगुणित किया जाता है जो एलओ दर पर +1 और -1 के बीच वैकल्पिक होता है।

एकल-संतुलित स्विचन 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 निर्गत में सम्मिलित निविष्ट संकेत के आवृत्ति घटकों के परिणामस्वरूप होता है, चूंकि द्विगुणित संकेत को डीसी प्रतिसंतुलन (अर्थात एक शून्य आवृत्ति घटक) के साथ एक वर्ग तरंग के रूप में देखा जा सकता है।

एक स्विचन मिक्सर का उद्देश्य स्थानीय दोलक द्वारा संचालित दृढ़ स्विचन के माध्यम से रैखिक संचालन को प्राप्त करना है। आवृत्ति प्रक्षेत्र में, स्विचन मिक्सर संचालन सामान्य योग और अंतर आवृत्तियों की ओर जाता है, लेकिन आगे की स्थि‍तियो को भी उदा- ± 3F_LO, ± 5f_LO आदि। एक स्विचन 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 स्विचन डायोड या प्रतिरोधान्तरित्र या तो एक छोटे प्रतिरोधक (स्विच बंद) या बड़े प्रतिरोधक (स्विच खुला) की तरह कार्य करते हैं, और दोनों ही स्थितियों में केवल एक न्यूनतम ध्वनि जोड़ा जाती है। परिपथ के परिप्रेक्ष्य से, केवल एलओ आयाम को बढ़ाकर कई द्विगुणित करने वाले मिक्सर को स्विच करने के रूप में उपयोग किया जा सकता है। इसलिए आरएफ अभियंत्रक 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 अनुवेदक, न्यूनाधिक, चरण अनुवेदक या आवृत्ति गुणक के रूप में भी किया जा सकता है। 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 विमाडुलन के लिए अनुवेदक के रूप में नियोजित किया जाता है।

यह भी देखें

• आवृत्ति गुणक
• अवसंनादी मिक्सर
• उत्पाद अनुवेदक
• पंचग्रिड परिवर्तक
• किरणपुंज विक्षेपण नली
• वलय मॉडुलन
• गिल्बर्ट सेल
• प्रकाशीय समकरण का पता लगाना
• अंतर्विरोध
• तृतीय-क्रम अवरोधन बिंदु
• जंग लगी बोल्ट प्रभाव

बाहरी कड़ियाँ

• RF mixers & mixing tutorial

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