Mikä on taajuusmuuttaja?

Taajuussekoitin on epälineaarinen tai kertojainen sähköpiiri, joka pystyy tuottamaan kahden tai useamman tulosignaalin jatkuvia summa- ja erotaajuuksia. Laitetta käytetään laajalti televiestinnän lähettimissä ja vastaanottimissa. Sinimuotoisten signaalien matemaattisilla tuotteilla on additiivisia ja vähentäviä vaikutuksia tuloksena oleviin taajuuksiin. Esimerkiksi yhteisessä superheterodyne -vastaanottimessa taajuussekoittimen tulot ovat saapuvaa radiotaajuussignaalia (RF) ja paikallisen oskillaattorin (LO) signaali ja näiden kahden tulon summa tai ero on välitaajuus (IF). Summa- ja erotaajuuksien lisäksi on muitakin ulostuloja pienemmillä amplitudilla, mukaan lukien korkeamman taajuuden tai ylemmän tason harmoniset.

IF -vahvistinportaiden käyttäminen yksinkertaistaa vastaanottimen ensimmäisiä RF -vahvistinvaiheita. Yleensä vain yhden etuosan on oltava viritettävissä vastaanottimen kaistalla. Muut taajuussekoittimen jälkeiset RF -vahvistimet on viritetty vain IF: lle. Erityinen sekoitin, jota kutsutaan subharmoniseksi sekoittimeksi, voi syöttää LO -taajuuden, joka on puolet vaaditusta taajuudesta, kulkea epälineaarisen laitteen läpi ja tuottaa tehokkaasti LO: n kaksinkertaisella alkuperäisellä taajuudella.

Kun käytettiin tyhjiöputkia tai triodeja, katodin ja anodin välinen ristikko pystyi hallitsemaan elektronien virtausta. Oikealla suunnittelulla triodi pystyi vahvistamaan RF-signaaleja ja värähtelemään, kun taajuuden vertailukohteena olivat oikeat passiivisesti viritetyt säiliöpiirit. Triodi kehitettiin siten, että siinä oli useampi kuin yksi ohjausverkko. 1900-luvun alussa pentagrid-muunninta käytettiin taajuuden sekoittimena, jossa triodi, jossa oli neljä lisäverkkoa, suoritti vahvistin-, oskillaattori- ja sekoitintoiminnot, mikä johti vastaanottimen yksityhjiöön.

Rengasmodulaatio mahdollistaa muuntajien ja siltadiodikonfiguraation käytön halutun sanoman ja kantoaaltotaajuuden kertomiseksi. Tuloksena on taajuusspektri, jossa viesti on siirretty taajuutta korkeammaksi kantoaaltotaajuutta vastaavalla määrällä. Vastaanotinpuolella tuotetunnistinta voidaan käyttää syöttämään moduloitu kantoaalto ja kantoaallon referenssitaajuus alkuperäisen viestin palauttamiseksi.

Gilbert-solu on bipolaarinen transistoripiiri, joka hyödyntää suoraan kytkettyjen bipolaaristen transistorivaiheiden virranvahvistusta tarvittavan analogisen kertolaskun tuottamiseksi taajuussekoittimen lähtöjen tuottamiseksi. Ensimmäinen tulosignaali syötetään kahden differentiaaliparina toimivan transistorin kantaliittimiin, kun taas toinen sisääntulo syötetään kahden differentiaaliparin transistorien perusliittimiin, joissa on lähetin, joka tuottaa ensimmäisen tulon differentiaaliparin kollektorivirrat signaali. Tuloksena oleva lähtö on saatavana differentiaaliparien kerääjiltä toista tulosignaalia varten.

Taajuusmuuttaja voi toimia myös taajuuskertoimena. Jos sama signaali syötetään taajuusmuuttajan tuloon, lähtötaajuudet sisältävät tulotaajuuden kokonaislukukertoimia. Toinen ja kolmas yliaalto ovat saatavilla lähdössä, kun toinen yliaalto on korkeampi kuin kolmas yliaalto.