Keverők

A keverők (mixer) rádiófrekvencián a frekvencia más frekvenciára történő átalakítására szolgálnak.

Alapok

A keverés során kettő különböző frekvenciából (f₁ és f₂) szeretnénk előállítani a kimenő (f_ki) frekvenciát. A keverés során összeg és különbözet is létrejön az alábbiak szerint:

[math]U_{ki} = U_1 sin(\omega_1 t) * U_2 sin(\omega_2 t) = \frac{U_1 U_2}{2} cos(\omega_1 - \omega_2)t - cos(\omega_1 + \omega_2)t[/math]

Keverők csoportosítása feladat szerint

Lekeverő

például a bejövő rádiófrekvenciás jelet középfrekvenciás fokozatra. Ez egy szimpla keverő és aluláteresztő (vagy a kölönbségi frekvenciára sáváteresztő) szűrő együtteséből áll.

Felkeverő

például a középfrekvenciás fokozat jelét a kimenő rádiófrekvenciára. Ez egy szimpla keverő és felüláteresztő (vagy az összeg frekvenciára sáváteresztő) szűrő együtteséből áll.

Null KF-re keverő

a bejövő RF jellel egyező keverőjellel közvetlenül 0 Hz környékére kever, itt RC aluláteresztő szűrővel szűrik a jelet.

I/Q lekeverő

a bejövő RF jellel egyező, ám 0 fokos és 90 fokos jellel végzett kettős keverés, melynek eredménye például a 0 Hz környékére keverés, ám az így kapott kettő jelből megkülönböztethető a negatív és pozitív forgásfrekvencia. A keverés eredménye szintén RC aluláteresztő szűrővel szűrve.

I/Q felkeverő

ugyanaz, mint az előző, ám ebben az esetben az I/Q jelet keverik fel RF-re, ott összegzik és az előálló frekvenciát sáváteresztő szűrővel szűrik.

Keverők csoportosítása kivitelezés szerint

Dióda nemlineáris karakterisztikáját alkalmazó keverő

Dióda karakterisztika

Egyetlen diódával felépített keverő

A mellékelt ábra jobb oldalán látható a dióda nyitóirányú karakterisztikája. A dióda enyhén nyitott állapotában a feszültség növelésével az átfolyó áram közel exponenciális jelleget mutat, ezáltal ezen a munkaponton alkalmas két jel szorzókeverésére.

Az egydiódás keverőt főleg mikrohullámon felsőbb frekvenciákon használják, ahol már tranzisztoros keverés nehezen kivitelezhető.

Tranzisztor bázis-emitter diódájának nemlineáris karakterisztikáját alkalmazó keverő

Egyszerű, tranzisztoros keverő

Tranzisztoros keverő példa

Az előző részben említett diódás keverő továbbfejlesztéseként a bejövő jelet a bázisra vezetjük, a keverőjelet az emitterre. A tranzisztor bázis-emitter diódájának kisáramú nemlineáris karakterisztikája miatt a kollektor áram a két jel pillanatnyi értékével közel exponenciális jelleget mutat, így a kollektoron a keverés termékei kinyerhetőek.

Gilbert cella

Gilbert cella

A Gilbert cella egy 6 tranzisztorból álló ügyes kapcsolás. Ez az előzőekben ismertetett egyszerű analóg keverőkhöz képest nagyobb linearitással rendelkezik, így jobb keverő építhető belőle.

A Gilbert cellát sok keverésre használt IC-ben megtalálhatjuk. Például az SA612 keverő IC-ben is ezzel a módszerrel történik a keverés.

Kapcsolóüzemű keverők

Poljakov keverő

Példa: Poljakov keverő és környezete

Ez a keverő soros antiparallel diódás megoldás, ahol a bemenőoldalon érkezik az első erősítőfokozatról az RF jel, a kimeneti oldalon pedig a helyi oszcillátor jele van rácsatolva, továbbá a valódi kimenet és szűrői felé a jel továbbvíve.

Az egydiódás keverővel ellentétben itt nincs nyitóirányú exponenciális karakterisztikájú munkapontra előfeszítés, helyette a nagyjelű helyi oszcillátor kapcsolóelemként használja fel a diódákat. Ráadásul az antiparallel diódák miatt mindkét félperiódusban nyitás fog történni, így a helyi oszcillátor frekvenciája éppen a fele kell legyen a valós keverési frekvenciának.

Ha a keverőfrekvenciával megegyező keverőjelet kívánunk alkalmazni, akkor egyetlen diódára kell cserélni az antiparallel diódát és a föld felöl biztosítani az egyenáramú komponenst (tekercs vagy ellenállás vagy dióda segítségével).

Dióda gyűrűs keverő

Ugyanaz a dióda gyűrüs kevero kétféleképpen rajzolva

A dióda gyűrűs keverő (ring modulator) szintén kapcsolóüzemű keverő. Ezt tartalmazza például a "DBM" nevű elektronikai alkatrész is. Igen jó a nagyjelű viselkedése.