Vidlákovo elektro 23. Mixéry 1.

13. prosince 2012 v 4:28 | Petr |  Vidlákovo Elektro
Nadpis vypadá jako reklama na obchod s kuchyňským vybavením, ale už minule jsem psal proč nemám rád české slovo směšovač.
Když nahlédnete do učebnice elektroniky najdete v kapitole mixérů veledůležitě a velesložitě vypadající pojmy, jako HETERODYN, SUPERHETERODYN, LOKÁLNÍ OSCILÁTOR. MEZIFREKVENCE. To každého dokonale zastraší, proto začnu z jiné strany.

Představte si, že zajdete do místního ghetta a naším přepracovaným, utiskovaným spoluobčanům tam šlohnede 2 z velepočetných satelitních antén. Ani nebudete potřebovat celou anténu, ale bude vám stačit satelitní konvertor - alias LNB. To je anglicky Low noise downconverter, neboli směšovač 11 GHz satelitního signálu na 1 GHZ signál, který se koaxem dá rozumně pustit do satelitního přijímače.
K čemu vám budou 2 LNB ? LNB se dá použít i jako Up converter a tedy vysílač. Takže si představte tu idylku - ze zvukové karty notebooku vám vede modulační signál do LNB, které vysílá na 10 GHz, odraz přijímá druhé LNB, konvertuje jej zpět na akustickou frekvenci, která vede zpátky do notebooku.
Co se s takovou sestavou dá dělat - cokoliv - měřit rychost robota pomocí Dopplerova posuvu, měřit vzdálenosti překážek Dopplerovským radarem, mapovat okolí, prostě cokoliv co se dá udělat (dobře postaveným) ultrazvukem, nebo SICKem ale za hubičku (jestli utečete našim etnickým bratřím).

Proto mixování signálů, které je dnes velmi moderní a prakticky jediná stále ještě (částečně) analogová operace - je z hlediska elektroniky pro mobilní roboty - dřímající a nevyužitý poklad.
Jak už jsem psal minule ačkoliv směšování naznačuje součet - je to ve skutečnosti NÁSOBENÍ dvou signálů. Jenomže najít mezi součástkami nějakou, která nám vynásobí dva signály - není tak snadné, takže velice často postupujeme tak že dva signály sečteme a pak je vedeme do nějaké nelineární součástky - jako je třeba dioda - a ta nám na "koleně své charakteristiky" signály vynásobí. Přesně tak jak to vidíte na schémátku vlevo nahoře.

Než budeme postupovat dále musím vysvětlit zkratky RF - Radio frequency - vstupní signál. LO - Local Oscillator - signál, kterým vstupní signál násobíme. IF - intermediate frequency - to je ta "mezifrekvence" neboli pro nás výstupní signál.

Takže jak to funguje - vztah mezi napětím a proudem na diodě je exponenciální. Exponenciální křivku můžeme pomocí mocninné řady napsat jako součet mocnin. Neboli je-li na diode proud I bude napětí
U = a0 + a1*I + a2*I2 + a3*I3 + a4I4....
koeficienty aa1, a2, a3, a4, ax - jsou typické pro danou funkci a vlastně nás nemusí zajímat, pro nás je podstatné že U je úměrné I2 Takže jako na schémátku proud vytvoříme součtem signálu RF a LO. Pak bude napětí na výstupu
IF = (RF + LO)2 = ( RF2 + 2RF*LO + LO2)
Jednoduché jako facka na hodině matematiky.
Mimochodem vidíte tam to násobení signálů - 2 * RF * LO - Protože každá polovodičová součástka má nějakou nelinearitu, tak jsem vám takových mixérů namaloval hned několik - vpravo nahoře to samé s tranzistorem. Pokud potřebukete RF zesílit, ale LO je dosti silné (častá situace v rádiu) tak použijete zapojení vlevo dole, pokud máte RF i LO dosti silné pak je nejlepší zapojení vpravo dole. Všechno je jenom naznačené, bez konkrétních hodnot součástek.

Dobrali jsme se k násobení signálu, ale učebnice na průmyslovce pořád otravují s nějakými součtovými a rozdílovými frekvencemi - a k těm se přes daší dva vzorečky (za které se omlouvám) dobereme nyní. Takže představme si že RF a LO jsou sinusové signály pak platí, že
sin (RF) * sin (LO) = 0,5 * ( cos (RF-LO) - cos (RF + LO) )
Vidíte tam to RF - LO a RF + LO ? Kdybych si to takhle mohl přečíst už v roce 1982 necítil bych se 30 let jako trotl než jsem si to odvodil sám ...
Když ještě dosadíme do "rovnice mixéru" dostaneme
( sin (RF) + sin (LO) )2 = sin2(RF) + cos (RF-LO) - cos (RF+LO) + sin2(LO)

Jinými slovy do směšovače jdou dvě sinusovky sinusovky.... a ven leze bordel ....

Klidně bych ještě pokračoval, ale výjimečně mám pocit, že tentokrát čtenářové jsou u konce svých sil, takže si dáme radu pro brunety a pokračujeme příště : Když už máte mnou doporučovaný "převlek za blondýnu" - do postele - zkuste jej někdy v upravené verzi vzít i mezi lidi - uvidíte, že se k vám úplně jiný typ lidí bude chovat úplně jínak. V žádném případě to ale neneberte tak, že vás nabádám abyste v převleku za blondýnu zahnula svému miláčkovi !!!.


 

Buď první, kdo ohodnotí tento článek.

Komentáře

1 Petr G. Petr G. | 14. prosince 2012 v 18:01

Dík za vzorečky, je to sice matematika pro druhý ročník základní školy. Ale jak už to tak v současném převráceném světě je, radši o odvození pomlčíme, aby jsme měli dostatek práce pro podomní prodejce s červeným diplomem. Přeci si v kapitalizmu nemůže kdejaký vidlák doma postavit schéma za 20kč, když v Maruš prodává krabičku z USA (Číny) za 200..kč (nuly dolň dle potřeby).

Komentáře jsou uzavřeny.


Aktuální články

Reklama