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¿Qué es un mezclador de frecuencia?

Un mezclador de frecuencia es un circuito eléctrico no lineal o multiplicador que es capaz de producir suma y diferencia frecuencias continuas de dos o más señales de entrada. El dispositivo se utiliza ampliamente en los transmisores y receptores de telecomunicaciones. Los productos matemáticos de señales sinusoidales tienen efectos aditivos y sustractivos en las frecuencias resultantes. En el receptor superheterodino común, por ejemplo, las entradas del mezclador de frecuencia son la señal de frecuencia de radio (RF) que es entrante y el (LO) de la señal del oscilador local y la suma o diferencia resultante de las dos entradas es la frecuencia intermedia (IF). Además de las frecuencias de suma y diferencia, hay otras salidas en amplitudes más pequeñas como de mayor frecuencia o armónicos de orden superior.

Uso de las etapas del amplificador de FI simplifica las primera etapas del amplificador de RF del receptor. Por lo general, sólo una etapa front-end debe ser ajustable a través de la banda de receptor. El resto de los amplificadores de RF después del mezclador de frecuencia sintonizada solamente a la SI. Un mezclador especial llamado un mezclador subarmónico puede introducir una frecuencia LO que es la mitad de la frecuencia requerida, pasar a través de un dispositivo no lineal, y efectivamente generar un LO al doble de la frecuencia original.

Cuando se utilizaron los tubos de vacío o triodos, una rejilla entre el cátodo y el ánodo era capaz de controlar el flujo de electrones. Por diseño adecuado, el triodo fue capaz de amplificar las señales de RF y oscile dados los circuitos tanque pasivo-sintonizado derecha como referencia de frecuencia. El triodo fue desarrollado para tener más de una rejilla de control. En 1900, el convertidor pentagrid fue utilizado como un mezclador de frecuencia en un triodo con cuatro rejillas adicionales realizó amplificador, oscilador, y funciones de mezcla, lo que resulta en un solo vacío front-end para los receptores.

La modulación en anillo permite el uso de transformadores y una configuración de puente de diodos para producir la multiplicación deseada del mensaje y la frecuencia portadora. El resultado es un espectro de frecuencia con el mensaje cambió más alta en frecuencia por una cantidad igual a la frecuencia portadora. En el lado receptor, el detector de producto puede ser utilizado para introducir la portadora modulada y la frecuencia de referencia de portadora para recuperar el mensaje original.

Una célula de Gilbert es un circuito de transistor bipolar que hace uso de la ganancia de corriente de etapas de acoplamiento directo de transistores bipolares para generar la multiplicación analógica requerida para producir salidas del mezclador de frecuencia. La primera señal de entrada se alimenta a los terminales de base de dos transistores que trabajan como un par diferencial, mientras que la segunda entrada se alimenta a los terminales de base de dos pares diferenciales de transistores con emisores que proporcionan las corrientes de colector para el par diferencial para la primera entrada señal. La salida resultante está disponible en los colectores de los pares diferenciales para la segunda señal de entrada.

El mezclador de frecuencia también puede funcionar como un multiplicador de frecuencia. Si la misma señal se alimenta a la entrada de un mezclador de frecuencia, las frecuencias de salida incluyen múltiplos enteros de la frecuencia de entrada. Los segundo y tercer armónicos estarán disponibles en la salida con el segundo armónico que tiene un nivel más alto que el tercer armónico.