Принцип работы балансных смесителей СВЧ (сверхвысокочастотные) основан на использовании балансированной схемы и нелинейных свойств активных элементов (например, диодов или транзисторов). Балансные смесители предназначены для перемешивания или умножения частот двух входных сигналов, что приводит к появлению выходных сигналов с новыми частотами, включая суммарные, разностные и комбинированные частоты.
Балансированная схема
Балансные смесители используют балансированную схему, которая состоит из двух параллельно подключенных ветвей. В каждой ветви есть активный элемент (обычно диод) и пассивные элементы, такие как конденсаторы и индуктивности.
Две входные частоты
На одну ветвь подается один входной сигнал, называемый "помпой" (pump), а на другую ветвь - другой входной сигнал, называемый "сигналом" (signal). "Помпа" - это высокочастотный сигнал, а "сигнал" - низкочастотный сигнал, который нужно перемешать или умножить.
Нелинейные свойства активных элементов
Диоды или транзисторы в балансных смесителях обладают нелинейными свойствами. Это означает, что их характеристики зависят от амплитуды входных сигналов. Когда входные сигналы проходят через активные элементы, происходит нелинейное искажение.
Смешивание частот
В результате нелинейных взаимодействий сигналов в активных элементах происходит перемешивание частот. Нелинейные эффекты вызывают генерацию новых частотных компонент, включая суммарные и разностные частоты входных сигналов.
Выбор выходной частоты
Выходная частота балансного смесителя определяется разницей между частотами входных сигналов. Например, если частота "помпы" выше частоты "сигнала", то на выходе будут присутствовать разностные частоты.
Фильтрация
Часто выходной сигнал проходит через фильтры, чтобы подавить нежелательные гармоники и компоненты, а также чтобы усилить желаемые частоты.
Сохранение баланса
Балансные смесители работают в режиме, при котором входные сигналы подавляют нежелательные сигналы, такие как гармоники и побочные частоты, оставляя только выходные частоты, которые мы хотим получить.
Принцип работы балансных смесителей СВЧ позволяет создавать новые частотные компоненты из двух входных сигналов. Этот процесс играет важную роль в генерации сигналов для различных приложений, таких как телекоммуникации, радиолокация и другие, где требуется генерация высокочастотных сигналов из низкочастотных источников.