주파수 믹서

주파수 믹서 기호

전자공학에서 믹서, 즉 주파수 믹서는 두 개의 신호로부터 새로운 주파수를 생성하는 전기 회로입니다.가장 일반적인 용도에서는 2개의 신호가 믹서에 적용되어 원래 주파수의 합과 차이로 새로운 신호를 생성한다.다른 주파수 성분은 실용적인 주파수 믹서에서도 제조할 수 있다.

믹서는 전송 또는 추가 신호 처리를 편리하게 하기 위해 하나의 주파수 범위에서 다른 주파수 범위로 신호를 전환하는 데 널리 사용됩니다.예를 들어 슈퍼헤테로다인 수신기의 주요 성분은 수신신호를 공통 중간주파수로 이동시키기 위해 사용되는 믹서이다.주파수 믹서는 무선 송신기의 반송파 신호를 변조하는 데도 사용됩니다.

종류들

믹서의 본질적인 특징은 두 개의 입력 신호의 산물인 출력에 구성 요소를 발생시킨다는 것입니다.액티브 회로와 패시브 회로 모두 믹서를 실현할 수 있습니다.패시브 믹서는 하나 이상의 다이오드를 사용하며 전압과 전류 사이의 비선형 관계에 의존하여 곱셈 요소를 제공합니다.패시브 믹서에서는 원하는 출력 신호는 항상 입력 신호보다 낮은 전력이다.

액티브 믹서는 제품 신호의 강도를 높일 수 있는 증폭 장치(트랜지스터 또는 진공 튜브 등)를 사용합니다.액티브 믹서를 사용하면, 포토간의 분리가 개선됩니다만, 노이즈나 소비 전력은 높아질 가능성이 있습니다.액티브 믹서는 과부하에 대한 내구성이 떨어질 수 있습니다.

믹서는 개별 컴포넌트로 구성되거나 집적회로의 일부이거나 하이브리드 모듈로 제공될 수 있습니다.

이중 균형 패시브 다이오드 믹서(링 모듈레이터라고도 함)의 개략도.f1 및 f2 입력이 모두 존재하지 않는 한 출력은 없습니다.단, f2(f1은 제외)는 DC일 수 있습니다.

믹서는 토폴로지에 따라 분류할 수도 있습니다.

언밸런스 믹서는 제품 신호를 생성하는 것 외에 두 입력 신호가 모두 통과하여 출력에 성분으로 나타날 수 있습니다.
단일 밸런스 믹서는 로컬 오실레이터(LO) 또는 신호입력(RF) 중 하나가 출력으로 억제되도록 평형(차동) 회로에 인가된 입력 중 하나를 사용하여 배치되며, 양쪽 모두 억제되지 않는다.
더블밸런스 믹서는 차동회로에 입력이 모두 적용되므로 입력신호 중 어느 것도 ^[1]출력에 나타나지 않고 곱신호만 나타난다.이중 밸런스 믹서는 불균형 설계 및 단일 밸런스 설계보다 더 복잡하고 높은 드라이브 레벨을 요구합니다.

믹서 타입의 선택은 특정 어플리케이션에 ^[2]대한 트레이드오프입니다.

믹서 회로는 변환 게인(또는 손실), 노이즈 수치 및 비선형성과 ^[3]같은 특성을 특징으로 합니다.

믹서로 사용되는 비선형 전자 부품에는 다이오드 및 컷오프에 가까운 트랜지스터가 있습니다.아날로그 곱셈기와 같은 선형 시간 가변 장치는 선형 변환에 필요한 대로 출력 진폭이 입력 진폭에 비례하는 진정한 곱셈기에서만 우수한 성능을 제공합니다.포화 상태가 된 강자성 코어 인덕터도 사용되었습니다.비선형 광학에서 비선형 특성을 가진 결정을 사용하여 두 개의 주파수 레이저광을 혼합하여 광학 헤테로다인을 생성한다.

다이오드

다이오드는 단순한 불균형 믹서를 작성하기 위해 사용할 수 있다.이러한 유형의 믹서는 원래의 주파수뿐만 아니라 합계와 차이도 생성합니다.다이오드의 중요한 특성은 비선형성(또는 비오믹 동작)입니다. 즉, 다이오드의 응답(전류)은 입력(전압)에 비례하지 않습니다.다이오드는 다이오드를 통해 전류에서 구동 전압의 주파수를 재현하지 않으므로 원하는 주파수 조작이 가능합니다.이상 다이오드를 통과하는 $전류$ I $({$ $displaystyle$ V_{ $V_{D}$ })는 전압 $V_{D}$ D({displaystyle $V_{D})$ 의 $V_{D}$ 함수로서 다음과 같습니다.

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

여기서 비선형성의 중요한 특성은 V $({$ 가 $V_{D}$ e $({displaystyle$ e $e$ 의 $e$ 이기 $V_{D}$ 입니다.지수는 다음과 같이 확장할 수 있습니다.

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

작은 $(작은$ 전압 $)$ 에 대해 해당 시리즈의 처음 몇 가지 항으로 근사할 수 있습니다.

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

2개의 $v_{1}+v_{2}$ 신호 $v_{1}+v_{2}$ + $({$ 의 $v_{1}+v_{2}$ 합계가 다이오드에 적용되고 다이오드를 통해 전류에 비례하는 출력 전압이 생성된다고 가정합니다(아마도 다이오드와 직렬로 저항을 통해 존재하는 전압을 제공함으로써).그런 다음 다이오드 방정식의 상수를 무시하고 출력 전압은 다음과 같은 형태를 갖습니다.

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

오른쪽의 첫 번째 항은 예상대로 원래의 두 신호이고, 이어서 합계의 제곱입니다. 합계의 제곱은 ( $(v_{1}+v_{2})^{2}=v_{1}^{2}+2v_{1}v_{2}+v_{2}^{2}$ 1 + $(v_{1}+v_{2})^{2}=v_{1}^{2}+2v_{1}v_{2}+v_{2}^{2}$ ) $(v_{1}+v_{2})^{2}=v_{1}^{2}+2v_{1}v_{2}+v_{2}^{2}$ $(v_{1}+v_{2})^{2}=v_{1}^{2}+2v_{1}v_{2}+v_{2}^{2}$ $(v_{1}+v_{2})^{2}=v_{1}^{2}+2v_{1}v_{2}+v_{2}^{2}$ 1 $(v_{1}+v_{2})^{2}=v_{1}^{2}+2v_{1}v_{2}+v_{2}^{2}$ + $(v_{1}+v_{2})^{2}=v_{1}^{2}+2v_{1}v_{2}+v_{2}^{2}$ $(v_{1}+v_{2})^{2}=v_{1}^{2}+2v_{1}v_{2}+v_{2}^{2}$ 2 + $(v_{1}+v_{2})^{2}=v_{1}^{2}+2v_{1}v_{2}+v_{2}^{2}$ $(v_{1}+v_{2})^{2}=v_{1}^{2}+2v_{1}v_{2}+v_{2}^{2}$ ({ $displaystyle (v_{1$ }+2 v_{2})^{2} = $v_{1}^{$ 1}+2 v_{1}_ ${$ 2 $}_{$ 2_{2}_ ${2$ _{2}_{2}로 $(v_{1}+v_{2})^{2}=v_{1}^{2}+2v_{1}v_{2}+v_{2}^{2}$ 고쳐 쓸 수 있습니다. $}^{2$ 곱셈 신호가 명백한 경우 $.$ 생략 부호는 작은 신호에는 무시할 수 있다고 가정한 합계의 모든 고승수를 나타냅니다.

$v_{1}=\sin at$ 1 $v_{1}=\sin at$ $v_{1}=\sin at$ $v_{1}=\sin at$ t $v_{1}=\sin at$ { $displaystyle v_{1$ }=\ $sin$ at $}$ $v_{2}=\sin bt$ $v_{2}=\sin bt$ 2 $=$ sin $v_{2}=\sin bt$ b $v_{2}=\sin bt$ { $displaystyle v_{2$ }=\ $sin$ bt $v_{2}=\sin bt$ 와 같이 주파수가 다른 2개의 입력 사인파가 다이오드에 공급된다고 가정합니다. $V_{0}$ V 0 $({$ 은 $V_{0}$ 다음과 같습니다.

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

제곱항 수율 확대:

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

$\sin at\sin bt$ $\sin at\sin bt$ $\sin at\sin bt$ $\sin at\sin bt$ \ $displaystyle$ \ $sin$ at \ $sin$ bt $\sin at\sin bt$ } 용어를 $\sin at\sin bt$ 제외한 모든 용어를 무시하고 프로스타하페리시스(곱 to sum) 동일성을 활용한다.

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

수율,

\displaystyle v_{\mathrm {o} =\cos((a-b)t)-\cos((a+b)t)+\parames }

믹서에서 새로운 주파수가 생성되는 방법을 보여줍니다.

전환

다른 형태의 믹서는 입력신호에 사각파를 곱한 것과 같은 스위칭으로 동작한다.이중밸런스 믹서에서는 국부발진기(LO)의 위상에 따라 (작은) 입력신호가 교대로 반전되거나 반전되지 않는다.즉, 입력 신호에 LO 레이트에서 +1과 -1을 번갈아 사용하는 사각파를 효과적으로 곱합니다.

단평형 스위칭 믹서에서는 입력 신호가 교대로 통과 또는 차단된다.따라서 입력 신호는 0과 +1 사이를 번갈아 이동하는 사각파에 의해 효과적으로 곱됩니다.

스위칭 믹서의 목적은 로컬 오실레이터에 의해 구동되는 하드 스위칭을 통해 선형 연산을 달성하는 것입니다.주파수 영역에서 스위칭 믹서 동작은 통상적인 합계 및 차분 주파수로 이어지지만, 예를 들어 ±3f_LO, ±5f_LO 등의 추가 용어로 이어집니다.스위칭 믹서의 장점은 (같은 노력으로) 더 낮은 노이즈 수치(NF)와 더 큰 변환 게인을 달성할 수 있다는 것입니다.이는 스위칭 다이오드 또는 트랜지스터가 작은 저항(스위치 닫힘) 또는 큰 저항(스위치 열림)과 같이 작동하며, 두 경우 모두 최소한의 노이즈만 추가되기 때문입니다.회로의 관점에서 보면, LO 진폭을 늘리는 것만으로, 많은 멀티플라이 믹서를 스위칭 믹서로 사용할 수 있습니다.RF 엔지니어는 단순히 믹서 스위칭 믹서를 의미하는 반면 믹서에 대해 설명합니다.

믹서 회로는 수신기에서처럼 입력 신호의 주파수를 전환하는 데 사용할 수 있을 뿐만 아니라 제품 검출기, 변조기, 위상 검출기 또는 주파수 ^[4]승수로도 사용할 수 있습니다.예를 들어, 통신 수신기는 입력 신호를 중간 주파수로 변환하기 위한 2개의 믹서 스테이지와 신호의 복조를 위한 검출기로서 사용되는 다른 믹서를 포함할 수 있다.

「」를 참조해 주세요.

레퍼런스

^ Poole, Ian. "Double balanced mixer tutorial". Adrio Communications. Retrieved 30 July 2012.
^ APITech. "RF Mixers". info.apitech.com. Retrieved 2021-06-24.
^ D.S. Evans, G. R. Jessop, VHF-UHF 매뉴얼 제3판, 영국 라디오 협회, 1976, 4-12페이지
^ 폴 호로위츠, Winfred Hill The Art of Electronics 제2판, 케임브리지 대학 출판부 1989, 페이지 885-887.

외부 링크

RF 믹서 및 믹스 튜토리얼

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[1] Poole, Ian. "Double balanced mixer tutorial". Adrio Communications. Retrieved 30 July 2012.

[2] APITech. "RF Mixers". info.apitech.com. Retrieved 2021-06-24.

[3] D.S. Evans, G. R. Jessop, VHF-UHF 매뉴얼 제3판, 영국 라디오 협회, 1976, 4-12페이지

[Horowitz89-4] 폴 호로위츠, Winfred Hill The Art of Electronics 제2판, 케임브리지 대학 출판부 1989, 페이지 885-887.

[1]

[2]

[3]

[4]

v t 아날로그 텔레비전 브로드캐스트토픽
시스템들	180줄 343 라인 375라인 405 회선(시스템 A) 441 행 525 회선(시스템 M) 625 라인(시스템 B, 시스템 C, 시스템 D, 시스템 G, 시스템 H, 시스템 I, 시스템 K, 시스템 L, 시스템 N) 819 행(시스템E, 시스템F)
컬러 시스템	NTSC NTSC-J 클리어비전 PAL PAL-M PAL-S PAL+ 세캠
비디오	뒷면 베란다 및 앞면 베란다 블랙 레벨 블랭크 레벨 색도 크로미넌스 서브캐리어 컬러버스트 컬러 킬러 컬러 TV 컴포지트 비디오 프레임(비디오) 수평 스캔 레이트 수평 블랭크 간격 루마 공칭 아날로그 블랭크 오버스캔 래스터 스캔 안전 구역 텔레비전 회선 수직 블랭크 간격 화이트 클리퍼
소리	멀티채널 텔레비전 사운드 NICAM 사운드인싱크 츠바이카날톤
변조	주파수 변조 직교 진폭 변조 잔존 사이드밴드 변조(VSB)
전송	앰프 안테나(무선) 브로드캐스트 송신기/송신국 캐비티 앰프 차분 게인 미분 위상 다이플렉서 다이폴 안테나 더미 부하 주파수 믹서 반송파간법 중간 주파수 아날로그 TV 송신기의 출력 전력 프리엠퍼시스 잔류 캐리어 분할 사운드 시스템 슈퍼헤테로다인 송신기 텔레비전 수신 전용 위성 직영 텔레비전 텔레비전 송신기 지상파 텔레비전 트랜스포저 디지털 텔레비전의 이행
주파수 및 대역	주파수 오프셋 마이크로파 전송 텔레비전 채널 주파수 UHF VHF
전파	빔 틸트 왜곡. 지반 팽대부 빈 공간에서의 필드 강도 노이즈(전자제품) Null 채우기 경로 손실 방사선 패턴 스큐 텔레비전 간섭
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