Comment fonctionnent plusieurs étapes de mélange dans un analyseur de spectre?

Tendero

Comment fonctionnent plusieurs étapes de mélange dans un analyseur de spectre?


Je lis sur les analyseurs de spectre de l’AN 150 de Keysight . À la page 12, ils expliquent comment plusieurs étapes de mélange sont utilisées pour obtenir des filtres IF plus étroits. Le schéma fonctionnel proposé est le suivant:

entrez la description de l'image ici

Ils déclarent que l’équation de réglage serait alors:

Fsjeg=FLO1(FLO2+FLO3+FFjenunel jeF)

Et cela

FLO2+FLO3+FFjenunel jeF=FFjerst jeF

Donc ils disent:

Simplifier l’équation de réglage en utilisant uniquement le premier IF nous amène aux mêmes réponses.

Mes doutes

J’ai essayé de déduire la première équation, mais je me trompe. Mon raisonnement était le suivant. J’ai une sinusoïde de fréquence

Fsjeg

. Après la première étape de mélange, j’obtiens deux composants à

FLO1+Fsjeg

et

FLO1Fsjeg

. Le premier sera filtré, donc après la deuxième étape de mélange, nous avons

FLO2FLO1+Fsjeg

et

FLO2+FLO1Fsjeg

. Encore une fois, le premier est filtré et après la troisième et dernière étape de mélange, et après le filtrage aussi, nous avons que l’égalité suivante doit être satisfaite pour générer une réponse sur l’affichage:

FLO3FLO2+FLO1Fsjeg=FFjenunel jeF


Réorganisation:

Fsjeg=FLO1(FLO2FLO3+FFjenunel jeF)

Donc, dans mon équation,

FLO3

apparaît avec un signe négatif, mais pas sur l’AN. Où ai-je fait l’erreur?

L’autre question que je me pose concerne la deuxième équation ci-dessus:

FLO2+FLO3+FFjenunel jeF=FFjerst jeF

. Est-ce une exigence de conception? Je veux dire, cette égalité doit-elle être satisfaite pour que l’analyseur de spectre fonctionne correctement? Les fréquences de chaque étape de mélange pourraient-elles être une combinaison quelconque pour que l’égalité soit maintenue?

Brian Drummond

Notez que le premier IF est côté haut (au-dessus du spectre d’intérêt) tandis que les autres sont côté bas.

Tendero

@BrianDrummond Je n’en tenais pas compte, merci. Cependant, je ne vois toujours pas comment utiliser les informations que vous venez de donner en mathématiques. Les équations ne resteraient-elles pas les mêmes?

Réponses


 Peter Green

Un vrai mélangeur multiplicatif produit des composants à la fois la somme et la différence des fréquences (les vrais mélangeurs produisent généralement des composants à d’autres fréquences mais nous pouvons ignorer cela pour l’instant)). En règle générale, les filtres seront disposés de sorte qu’un seul de ces composants passe à l’étape suivante.

Les fréquences (dans ce contexte) sont toujours positives, donc la différence signifie ici la valeur absolue de la différence.

Dans ce cas, les filtres ne sont pas affichés, mais à partir des fréquences indiquées sur le diagramme, ils prennent clairement toujours la différence et filtrent la somme.

Donc, écrire cela sous forme d’équations.

FjeF1=|FsjegFlo1|

FjeF2=|FjeF1Flo2|

FjeF3=|FjeF2Flo3|

Si nous combinions ces équations ensemble et essayions de les résoudre, nous finirions avec 8 solutions possibles pour

Fsjeg

en termes de

FjeF3

. Laquelle de ces 8 solutions est correcte? Eh bien, nous devons revenir à notre diagramme.

Fsjeg<Flo1FjeF1=Flo1Fsjeg

FjeF1>Flo2FjeF2=FjeF1Flo2

FjeF2>Flo3FjeF3=FjeF2Flo3

Peigner ces équations.

FjeF3=((Flo1Fsjeg)Flo2)Flo3

Se débarrasser des supports.

FjeF3=Flo1FsjegFlo2Flo3

Réorganiser pour faire

Fsjeg

l’objet.

Fsjeg=Flo1Flo2Flo3FjeF3

Ce qui équivaut à

Fsjeg=Flo1(Flo2+Flo3+FjeF3)

PS curieusement, le diagramme étiquette le premier Lo de 5,1 à 8,7 GHz, mais pour obtenir les fréquences indiquées dans le reste du diagramme, il faudrait un premier LO de 8,7225 GHz.


 alex.forencich

Il semble que vous n’ayez pas correctement sélectionné les sorties du mélangeur. Vous devez également vous assurer que la fréquence est toujours positive. La sortie du mélangeur est à la fois la somme et la différence, mais la différence est vraiment la valeur absolue de la différence ou la fréquence supérieure moins la fréquence inférieure. Voici comment ça fonctionne:

A l’entrée, vous avez

Fsjeg

. Il s’agit d’un filtre passe-bas à 3,6 GHz et mélangé à

FLO1

. Le résultat est

FLO1+Fsjeg

et

FLO1Fsjeg

. Il s’agit d’un filtre passe-bande à 5,1225 GHz. Depuis

FLO1

varie de 5,1 à 8,7 GHz, la sortie du filtre doit correspondre à

FLO1Fsjeg

.

Au deuxième mélangeur,

FLO1Fsjeg

est mélangé avec un fixe

FLO2

de 4,8 GHz. Le résultat est

FLO1Fsjeg+FLO2

et

FLO1FsjegFLO2

. Il s’agit d’un filtre passe-bande à 322,5 MHz, donc seulement

FLO1FsjegFLO2

passe à travers le filtre.

Au troisième mélangeur,

FLO1FsjegFLO2

est mélangé avec un fixe

FLO3

de 300 MHz. Le résultat est

FLO1FsjegFLO2+FLO3

et

FLO1FsjegFLO2FLO3

. Il s’agit d’un filtre passe-bande à 22,5 MHz, donc seulement

FLO1FsjegFLO2FLO3

passe à travers le filtre. Alors

FFjenuneljeF=FLO1FsjegFLO2FLO3

.

Réorganisation qui se traduit par

Fsjeg=FLO1(FLO2+FLO3+FFjenuneljeF)

, qui correspond à la documentation.

Quant à votre deuxième question, le premier IF est juste le signal après le premier mixeur.

FFjerstjeF=FLO1Fsjeg

. Si vous remplacez cela, vous obtenez

FFjenuneljeF=FFjerstjeFFLO2FLO3

, qui se réorganise en

FFjerstjeF=FFjenuneljeF+FLO2+FLO3

, qui correspond également à la documentation.

 

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