Minule jsme článek plný matematiky předčasně ukončili konstatováním, že mixéry jsou zákeřné, protože dovnitř jdou jenom dvě sinusovky a ven leze pěkný bordel. Mohli bychom se spokojit s učebnicovým tvrzením, že proto se musí vhodná výstupní frekvence vybrat filtrem na výstupu, ale to je poněkud málo, zejména v době kdy se keramické filtry ideální pro naše použití brzy už nebudou vyrábět.
Takže malá rekapitulace mixéry využívají nelinearity součástek, které popisuje nelineární vztah mezi napětím a proudem tohoto typu
U = a0 + a1*I + a2*I2 + a3*I3 + a4I4....
Tím, že se v rovnici vyskytují druhé, třetí, čtvrté mocniny tak se nám kromě násobení jednoho signálu druhým vyskytují i produkty umocňování signálů - neboli násobení signálu sebou samým. To vede k tomu, že do mixéru pustíme dvě frekvence RF a LO a ven nám leze
- RF + LO
- RF - LO
- 2* RF
- 2* LO
- 3*RF
- 3*LO
- 2*RF-LO
- 2*LO-RF
- 3*RF-LO
- 3*RF-2*LO
A tak dále - můžete si vymýšlet ceolčíselné násobky obou frekvencí, a jejich rozdíly a součty až do nekonečna.
Když si to nakreslíme jako spektrum tak to bude to les spektrálních čar - jako na obrázku. Vypadá to jako akademické matematické cvičení, ale pokud jste třeba radioamatér, který poslouchá na frekvenci 10,00 MHZ a máte druhou silnou stanici na frekvenci 10,01 MHZ tak se vám najednou objeví záhadná stanice i na frekvenci 10,02 MHz protože to je 2* 10,01 -10,00 a taky na frekvenci 9,99 MHz protože to je zase 2* 10,00 - 10,01 atd... Radioamatéři to znají a říkají tomu křížové modulace.
Pokud potřebujete pomocí mixování usměrnit signál z ultrazvuku - tak vás nějaké detaily kolem mixérů nemusí zajímat, pokud ovšem těsně vedle frekvence, která vás zajímá nemáte nějakou "křížovku" která je 1000x silnější, což se někdy stává, protože lokální oscilátor má amplitudu ve voltech, ale výstup z čidla může mít amplitudu jen v milivoltech.
Aby se problémy s "bordelem" co leze z mixérů trochu omezily žačaly se dělat tzv. "vyvážené" mixéry. U vyvážených mixérů se na výstup nedostávají původní frekvence RF a LO, protože se během procesu mixování vzájemně odečtou. vyvážené oscilátory jsou buď "jednoduše vyvážené" - na výstup neproniká (většinou mnohem silnější LO) nebo "dvojitě vyvážené" na výstup neproniká ani RF ani LO. To poněkud omezí frekvenční zmatek na výstupu a za určitých okolností to usnadní filtrování výstupního signálu.
Příkladem takového směšovače je Gilbert cell mixer, který jak vidíte je trojice diferenciálních zesilovačů, kde Q1 a Q2 řídí zesílení ostatních čtyř a zároveň se na dvakrát dvojitém diferenciálním zapojení odečítají všechny nežádoucí produkty.
Gilber cell mixer je skvělý pro radioamatéry a taky se prodává jako hotový integrovaný obvod řady NE602, NE612, nebo SA 602, SA612, nebo MC1496.
Přesto má tento mixér problém - má až příliš velké zesílení a snadno se přesytí silným signálem, což vede k tomu že ze sinusovky se stane obdélník se spoustou vyšších harmonických kmitočtů, které se vzájemně násobí a jsme tam kde jsme byli s nevyváženými mixéry.
Proto radioamatéři téměř zbožštili pasivní diodový mixér, terý vypadá jako "divně zapojený" graetzův usměrňovač, navíc plný cívek. Vtip tohoto mixéru je v tom, že nevyužíváme nelinearit diod, ale snažíme se naopak aby byly buď zcela otevřené, nebo zcela zavřené. Tím tento můstek patří do kategorie tzv. Spínaných mixérů, které probereme zase příště.
Dnešní rada pro brunety zní : jste protivná, nevaříte, neperete, neuklízíte, nesexujete a jste bruneta jenom protože se vám ke kadeřnici nechce ? Divíte se, že poslední chlap vám utekl s blondýnou ?