전자 믹서

심플한 3채널 패시브 첨가제 믹서.입력 잭과 혼합 저항을 추가하는 것만으로 채널을 추가할 수 있습니다.

"가상 그라운드" 활성 첨가제 믹서.버퍼 앰프는 크로스톡과 왜곡을 줄이는 역할을 합니다.

전자 믹서는 두 개 이상의 전기 또는 전자 신호를 하나 또는 두 개의 복합 출력 신호에 결합하는 장치입니다.혼합기라는 용어를 사용하는 기본적인 회로는 두 가지가 있지만, 그것들은 매우 다른 유형의 회로입니다. 가법 혼합기와 곱셈 혼합기입니다.가법 믹서는 관련된 디지털 가산기 회로와 구별하기 위해 아날로그 가산기라고도 합니다.

단순 가법 믹서는 키르히호프의 회로 법칙을 사용하여 2개 이상의 신호의 전류를 합산합니다.이 용어("믹서")는 오디오 믹서가 음성 신호, 음악 신호, 음향 효과 등의 오디오 신호를 합산하기 위해 사용되는 오디오 전자 제품 영역에서만 사용됩니다.

곱셈 믹서는 순간적으로(인스턴트 바이 인스턴스) 시변하는 2개의 입력 신호를 함께 곱한다.2개의 입력 신호가 모두 지정된₁ 주파수 f와₂ f의 사인파일 경우 믹서의 출력에는 합계₁ f + f₂ 주파수와 차분 주파수 절대값₁ f - f를₂ 갖는 두 개의 새로운 사인파가 포함됩니다.

주파수₁ f와₂ f의 두 신호에 의해 구동되는 비선형 전자 블록은 상호 변조(혼합) 제품을 생성합니다.곱셈기(비선형 장치)는 이상적으로는 합계 및 차분 주파수만 생성하는 반면 임의의 비선형 블록은 2·f-3₁·f₂ 등에서 신호를 생성합니다.따라서 더 복잡한 곱셈기 대신 일반 비선형 증폭기 또는 단일 다이오드가 혼합기로 사용되었습니다.곱셈기는 일반적으로 적어도 부분적으로 바람직하지 않은 고차 상호변조 및 더 큰 변환 이득을 거부할 수 있는 장점이 있습니다.

첨가제 믹서

가법 믹서는 2개 이상의 신호를 추가하여 각 소스 신호의 주파수 성분을 포함하는 복합 신호를 제공합니다.가장 단순한 가법 믹서는 저항 네트워크이므로 순수하게 수동적입니다.한편 복잡한 매트릭스 믹서는 임피던스 매칭 및 분리를 위해 버퍼 앰프 등의 액티브컴포넌트를 사용합니다.

곱셈 믹서

이상적인 곱셈 믹서는 2개의 입력 신호의 곱과 동일한 출력 신호를 생성한다.통신에서 곱셈 믹서는 종종 신호 주파수를 변조하기 위해 발진기와 함께 사용됩니다.곱셈 믹서는 입력 신호 주파수를 업컨버전트 또는 다운컨버전트하기 위해 필터와 결합할 수 있지만 슈퍼헤테로다인 리시버에서와 같이 필터 설계를 단순화하기 위해 보다 일반적으로 더 낮은 주파수로 다운컨버전트하기 위해 사용됩니다.많은 일반적인 회로에서 단일 출력 신호에는 실제로 두 입력 주파수와 고조파 파형의 합과 차이에 해당하는 여러 파형이 포함됩니다.출력 신호는 필터로 다른 신호 성분을 제거하여 얻을 수 있습니다.ii

수학적 처리

수신된 신호는 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

\displaystyle E_{\mathrm {sig}\cos(\mathrm {sig}}t+\varphi ),}

국부 발진기는 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

E_{\mathrm {LO}}\cos(\omega _{\mathrm {LO} }t).\,

단순화를 위해 검출기의 출력 I가 진폭의 제곱에 비례한다고 가정합니다.

\displaystyle I\propto \left(E_{\mathrm {sig}}\cos(\mathrm {sig}}t+\varphi)+E_{\mathrm {LO} }\cos(\mathrm {LO} } } t)\cos(\right)^{2}}

({displaystyle = specfrac {E_{\mathrm {flac}^{2}}{2}}\left(1+\cos(2\mathrm {flac}}t+2\varphi)\right)

({displaystyle +{\frac {E_{\mathrm {LO} }^{2}}}{2}}(1+\cos(2\Omega_{\mathrm {LO} }t)})}}})

\displaystyle +E_{\mathrm {sig}} E_{\mathrm {LO}\left[\cos(\mathrm {sig})+\varphi)+\cos(\mathrm {sig} } \m {LO}

{\displaystyle =\underbrace {E_{\mathrm {lo}}^{2}+E_{{\mathrm {LO}}^2}{2}}_{displaystyle {E_{\mathrm {lo} {lo}}{2}}_cos(2\mathrm {\t})E_{\mathrm {sig}}E_{\mathrm {LO}}\cos(\mathrm {sig}}+\obega_{\mathrm {LO}})t+\varphi}_{high\;frequency\;component}})

+\mathrm {sig}}E_{\mathrm {LO}}\cos(\mathrm {sig}-\obega _{\mathrm {LO}})}_{beat\varphi})_{component}.

출력의 주파수는 고주파수( $2\omega _{\mathrm {sig} }$ $µs$ i $2\omega _{\mathrm {sig} }$ 2 \ $obega$ _ { \ $mathrm$ { sig } $2\omega _{\mathrm {sig} }$ } 、 $2\omega _{\mathrm {LO} }$ † $2\omega _{\mathrm {LO} }$ O _ { $display style 2$ \ $obega$ _ { \ $mathrm {$ $2\omega _{\mathrm {LO} }$ lo $2\omega _{\mathrm {LO} }$ } $\omega _{\mathrm {sig} }+\omega _{\mathrm {LO} }$ ）、 $\omega _{\mathrm {sig} }+\omega _{\mathrm {LO} }$ i i i 、 $\omega _{\mathrm {sig} }+\omega _{\mathrm {LO} }$ l O + L $\omega _{\mathrm {sig} }+\omega _{\mathrm {LO} }$ O \ $display style$ \ （ \ displaystyle \ $mathrm$ { $sig$ } + { sig } + { syle { sig } + { sig } } $}$ } ） $\omega _{\mathrm {sig} }+\omega _{\mathrm {LO} }$ the the the $the$ 헤테로다인 검출에서는 고주파 성분과 통상 상수 성분이 필터링되어 중간(비트) 주파수는 $\omega _{\mathrm {sig} }-\omega _{\mathrm {LO} }$ $\omega _{\mathrm {sig} }-\omega _{\mathrm {LO} }$ g - $δ$ $\omega _{\mathrm {sig} }-\omega _{\mathrm {LO} }$ O $_{\mathrm {sig}-\mathrm {LO$ 으로 $남습니다$ .이 마지막 성분의 진폭은 신호 방사선의 진폭에 비례합니다.적절한 신호 분석을 통해 신호의 위상도 복구할 수 있습니다.

${\$ $\omega _{\mathrm {LO} }$ $\omega _{\mathrm {LO} }$ \ $displaystyle$ \ $omega$ _ { \ $mathrm$ { $LO }$ $\omega _{\mathrm {LO} }$ i $\omega _{\mathrm {sig} }$ 、 $\omega _{\mathrm {sig} }$ s g $E_{\mathrm {sig} }$ \ $displaystyle$ \ $omega$ _ { \ $mathrm$ ${$ $sig } }$ $E_{\mathrm {LO} }$ then $\omega _{\mathrm {sig} }$ $E_{\mathrm {sig} }$ $component$ component component equal equal $E_{\mathrm {sig} }$ if if if $E_{\mathrm {sig} }$ if is is if is if is is if is is is is is is is is is is is is is is is is is is is $E_{\mathrm {sig} }$ is is is is is is is is is is is is is is is is is is is is is is is is $mathrm {LO}$ $E_{\mathrm {LO} }$ ; 즉, 로컬 오실레이터와^{[clarification needed]} 혼합하여 수신 신호를 증폭합니다.이것은 Direct Conversion Receiver의 기본입니다.

실장

곱셈 혼합기는 여러 가지 방법으로 구현되어 왔습니다.가장 인기 있는 것은 Gilbert 셀 믹서, 다이오드 믹서, 다이오드 링 믹서(링 변조) 및 스위칭 믹서입니다.다이오드 믹서는 다이오드 장치의 비선형성을 이용하여 제곱 항에서 원하는 곱셈을 생성합니다.대부분의 출력은 필터링이 필요한 다른 불필요한 용어로 되어 있기 때문에 매우 비효율적입니다.저렴한 AM 라디오는 여전히 다이오드 믹서를 사용합니다.

전자혼합기는 보통 트랜지스터 및/또는 다이오드를 평형회로 또는 이중평형회로에 배치하여 제조된다.이들은 모노리식 집적회로 또는 하이브리드 집적회로로 쉽게 제조됩니다.다양한 주파수 범위를 위해 설계되었으며 수십만 개의 엄격한 허용 오차로 대량 생산되므로 비교적 저렴합니다.

이중 균형 혼합기는 마이크로파 통신, 위성 통신, 초고주파(UHF) 통신 송신기, 무선 수신기 및 레이더 시스템에 매우 널리 사용됩니다.

길버트 셀 믹서는 두 신호를 곱하는 트랜지스터 배열입니다.

스위칭 믹서는 전계효과 트랜지스터 또는 진공관 어레이를 사용합니다.이러한 스위치는 신호 방향을 전환하기 위한 전자 스위치로 사용됩니다.혼합된 신호에 의해 제어됩니다.특히 디지털로 제어되는 무선으로 인기가 있습니다.스위칭 믹서는 Gilbert 셀 믹서보다 더 많은 전력을 전달하고 일반적으로 더 적은 왜곡을 삽입합니다.

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