Что такое микшер звука и для чего он используется. Как устроен микшерный пульт. Какие бывают типы микшеров. Как правильно подключать и настраивать микшер. Какие функции выполняют основные элементы управления микшера.
Что такое микшер звука и для чего он используется
Микшер звука (микшерный пульт, микшерная консоль) — это устройство, предназначенное для сведения нескольких источников звукового сигнала в единый выходной сигнал. Основные функции микшера:
- Объединение нескольких звуковых источников
- Регулировка уровня громкости каждого источника
- Частотная коррекция (эквализация) сигналов
- Панорамирование сигналов в стереополе
- Добавление звуковых эффектов
- Маршрутизация сигналов на различные выходы
Микшеры используются в самых разных областях, связанных со звуком:
- Студии звукозаписи
- Концертные площадки
- Радио- и телестудии
- Домашние студии
- DJ-сеты
- Системы озвучивания помещений
Устройство микшерного пульта
Типичный микшерный пульт состоит из следующих основных блоков:
- Входные каналы — принимают сигналы от источников звука
- Секция эквалайзера — позволяет корректировать частотные характеристики
- Секция маршрутизации — направляет сигналы на нужные выходы
- Мастер-секция — управляет общим выходным уровнем
- Мониторная секция — для контроля звука
- Выходные разъемы — для подключения усилителей, акустических систем и т.д.
Каждый входной канал обычно содержит следующие органы управления:
- Регулятор входного усиления (Gain)
- Эквалайзер (обычно 3-4 полосы)
- Панорама (Pan)
- Фейдер громкости
- Кнопки маршрутизации на подгруппы и мастер-выход
- Регуляторы посыла на AUX-шины
Типы микшерных пультов
Микшеры можно классифицировать по нескольким признакам:
По назначению:
- Студийные — для звукозаписи
- Концертные (FOH) — для живого звука
- Радиовещательные
- DJ-микшеры
- Инсталляционные — для систем озвучивания
По формату:
- Рэковые — устанавливаются в стандартную 19″ стойку
- Настольные — компактные модели для небольших систем
- Напольные — большие консоли для студий и концертов
По типу обработки сигнала:
- Аналоговые — вся обработка происходит в аналоговом виде
- Цифровые — сигнал оцифровывается и обрабатывается в цифровом виде
- Гибридные — сочетают аналоговые и цифровые технологии
Как правильно подключать микшер
Правильное подключение микшера крайне важно для получения качественного звука. Основные правила:
- Подключайте все устройства только при выключенном питании
- Соблюдайте правильность подключения входов/выходов
- Используйте качественные экранированные кабели
- Следите за согласованием уровней сигналов
- Не допускайте образования «земляных петель»
Последовательность подключения:
- Подключите источники сигнала ко входам микшера
- Подключите выходы микшера к усилителям мощности
- Подключите акустические системы к усилителям
- Подключите микшер к электросети
- Включите питание в порядке от источника к выходу
Настройка микшерного пульта
Правильная настройка микшера позволяет получить чистый и сбалансированный звук. Основные этапы настройки:
- Установите все фейдеры и регуляторы в минимальное положение
- Включите фантомное питание для конденсаторных микрофонов
- Настройте входное усиление каждого канала
- Отрегулируйте эквалайзер для каждого источника
- Настройте панораму для создания стереокартины
- Выставите баланс громкости между каналами
- Настройте уровень мастер-выхода
При настройке руководствуйтесь показаниями индикаторов уровня и собственным слухом. Не допускайте перегрузки каналов и клиппирования сигнала.
Основные элементы управления микшера
Рассмотрим подробнее назначение основных органов управления микшерного пульта:
Регулятор входного усиления (Gain)
Устанавливает уровень входного сигнала. Правильная настройка гейна критически важна для получения чистого неискаженного звука. Как настроить:
- Подайте типичный входной сигнал
- Медленно увеличивайте Gain
- Добейтесь, чтобы пиковый уровень был около 0 дБ
- Индикатор перегрузки не должен загораться
Эквалайзер
Позволяет корректировать частотные составляющие сигнала. Типичный эквалайзер имеет 3-4 полосы регулировки:
- Low — низкие частоты (бас)
- Low Mid — нижняя середина
- High Mid — верхняя середина
- High — высокие частоты
С помощью эквалайзера можно подчеркнуть нужные частоты или убрать ненужные, например, гул или свист.
Панорама (Pan)
Регулятор панорамы позволяет распределить сигнал между левым и правым каналами стереопары. Это позволяет создать объемную стереокартину при сведении. Крайнее левое положение направляет сигнал только в левый канал, крайнее правое — только в правый.
Фейдер канала
Ползунковый регулятор уровня громкости канала. Позволяет точно выставить баланс громкости между разными источниками. Обычно имеет градуировку в децибелах. Оптимальное рабочее положение — около 0 дБ.
Кнопки назначения на подгруппы
Позволяют объединять несколько каналов в группы для совместной обработки. Например, можно сгруппировать все барабанные микрофоны или бэк-вокал. Это упрощает управление большим количеством каналов.
Регуляторы AUX-посылов
Управляют уровнем сигнала, отправляемого на внешние процессоры эффектов или мониторные линии. Позволяют создавать независимые миксы для разных целей. Например, микс для музыкантов на сцене может отличаться от основного микса для зала.
схема » Изобретения и самоделки
Аудио микшер с несколькими элементами управления.
При записи звука с нескольких оркестровых инструментов, на которых играют разные музыканты с использованием одного микрофона, единственный способ отрегулировать баланс звука — это изменить положение музыкантов относительно микрофона. При прямой записи на стерео мастер-ленту важно убедиться, что все голоса и инструменты звучат прямо перед тем, как вы нажмете кнопку записи. Здесь представлена схема микшера с восемью входами с регуляторами низких, высоких частот, громкости и баланса, которые вы можете использовать для балансировки звуков из всех источников, пока не получите желаемый микс. Для захвата звука из разных источников в микшере аудио используется до восьми микрофонов.
Содержание
- Схема звукового микшера
- Схема работы
- Усилитель мощности звука
- Источник питания
- строительство
- Запись
- Процедура тестирования
Схема звукового микшера
На рис.
1 показана блок-схема системы микширования звука вместе с усилителем мощности звука , тогда как схема микшера звука вместе с регулятором тона показана на рис. 2. Схемы источника питания и усилителя мощности звука показаны на рис. 3 и 4 соответственно.
Товары для изобретателей Ссылка на магазин.
Рис. 1: Блок-схема звукового микшера с регуляторами низких, высоких частот, громкости и балансаЗдесь двойной операционный усилитель IC 747 (IC3) используется для микширования нескольких входов без какого-либо взаимного взаимодействия. Два внутренних усилителя имеют общую сеть смещения и источник питания. ИС имеет защиту от короткого замыкания и широкий диапазон синфазного и дифференциального напряжения.
В этом приложении для работы IC 747 используются регулируемые источники постоянного тока + 12 В и –12 В. Выходные сигналы микрофона с M1 по M4 после их индивидуальных настроек уровня смешиваются и подаются на клеммы дифференциального входа (контакты 1 и 2).
Аналогичным образом, выходы микрофона с M5 по M8 подаются на дифференциальные входные клеммы (контакты 7 и 6) второго усилителя внутри операционного усилителя IC 747 после их индивидуальных настроек уровня.
Электроника для самоделок вкитайском магазине.
Схема работы
Для регулировки уровня используются логарифмические переменные резисторы VR1-VR4 и VR5-VR8, соответственно, при подаче выходного сигнала от соответствующих микрофонов на вход двух усилителей внутри IC 747 . Выходы двух усилителей, снятых с выводов 12 и 10 соответственно, объединяются на стыке резисторов R9 и R10 перед подачей на следующую ступень (регулятор тона) через конденсатор C12 (10 мкФ). Общее усиление отдельных усилителей можно отрегулировать с помощью измерителей VR9 и VR10 соответственно.
Выход усиленного смешанного сигнала IC 747 подается на закороченные входные контакты 15 и 4 контроллера стереотонов IC TDA1524A (IC4). TDA1524A разработан в качестве активного регулятора стерео-тона / громкости для автомобильных радиоприемников, телевизионных приемников и сетевого оборудования.
Особенности TDA1524A:
- Простая конструкция
- Низкий уровень шума и искажения
- Переключаемый контур (для быстрого изменения тонального отклика)
- Его выход может управлять большинством усилителей мощности.
- Усиление низких частот может быть увеличено за счет использования двухполюсного фильтра нижних частот
- Широкий диапазон напряжения питания
Общие технические характеристики:
- Вход постоянного тока: 12 В (типично)
- Батарея постоянного тока: 35 мА
- Максимальная мощность: 3 В RMS
- Максимальный вход: 2,5 В
- Максимальное усиление: 21,5 дБ
- Диапазон регулировки громкости: от –80 до + 121,5 дБ
- THD при 1 кГц: 0,3%
- Отклонение пульсации при 100 Гц: 50 дБ
VR11, VR12, VR13 и VR14 предназначены для регулировки громкости, баланса, низких и высоких частот соответственно.
Переключатель S2 является контурным переключателем, который можно использовать для изменения тонального отклика ИС. Выходы доступны на контактах 8 и 11 для правого и левого канала соответственно. (
Усилитель мощности звука
Схема усилителя звука, показанная на рис. 4, является дополнительной. Можно использовать намного более мощный аудио усилитель вместе со схемой аудио микшера.
Усилитель звука с низким энергопотреблением, использующий IC LM386 (IC5), показанный на рис. 4, может выдавать максимальную мощность звука 1 Вт. Он получает питание +12 В постоянного тока на своем выводе 6. Аудиовход от таких источников, как Walkman и аудиомикшер, можно подавать на вывод 3 IC5 через регулятор громкости VR15.
Рис. 3: Цепь питанияУсиление LM386 внутренне установлено на 20, чтобы поддерживать низкий счетчик внешней части.
Тем не менее, чтобы сделать LM386 более универсальным усилителем, предусмотрены контакты 1 и 8 для установки усиления — внешне на любое значение между 20 и 200 — с использованием соответствующей комбинации резистора и конденсатора. Если между выводами 1 и 8 подключить только конденсатор, используя переключатель S3, как показано на рис. 4, коэффициент усиления увеличится до 200 (46 дБ). Усиленный выходной сигнал берется с контакта 5 и подается на громкоговоритель через электролитический конденсатор C39 (100 мкФ). Чем выше значение C39, тем выше уровень звуковой частоты в динамике.
Источник питания
Блок питания для схемы показан на рис. 3. Он состоит из понижающего трансформатора (230 В переменного тока первичной обмотки до 12 В-0-12 В, 1 А вторичной обмотки), мостового выпрямителя, фильтровальной сети и ИС 7812 и 7912 регулятора для обеспечения + 12В и –12В регулируемые выходы постоянного тока соответственно. Когда переключатель S1 замкнут, на наличие питания указывает свечение светодиода 1.
строительство
Соберите схему на любой универсальной печатной плате. Смонтируйте базы IC на PCB. Не существует метода пайки, который идеально подходит для всех пакетов микросхем. Использование оснований микросхем предотвращает повреждение микросхем во время пайки, а также облегчает их замену. Используйте разъемы аудиовхода для точек входа M1 — M8. Также используйте разъемы аудиовыхода на выходах IC4.
Рис. 5: Комбинированная односторонняя печатная плата фактического размера для звукового микшера и цепей питанияРис. 6: Компоновка компонентов для печатной платы на рис. 5Загрузите PDF-файлы для печатных плат и компонентов: нажмите здесьКомбинированная односторонняя схема печатной платы фактического размера для рисунков 2 и 3 показана на рис. 5, а компоновка ее компонентов на рис. 6. Схема печатной платы на стороне пайки для рисунка 4 показана на рис. 7 и ее компоненты макет на рис. 8.
Запись
Если вы не используете основание IC для TDA1524A, максимально допустимая температура припоя составляет 260 ° C; Припой при этой температуре не должен контактировать с соединением более пяти секунд.
Общее время контакта последовательных паяных волн не должно превышать пяти секунд при использовании пайки волной.
Процедура тестирования
- После сборки печатной платы проверьте соединения цепей, прежде чем включать источник питания.
- Используйте стандартный микрофон в первой точке входа M1, а затем держите его рядом с источником звука. Вы можете использовать приведенную здесь схему усилителя мощности для тестирования или другой усилитель мощности с более высокой выходной мощностью.
- Медленно изменяйте VR1, пока не получите четкий и без искажений усиленный выход.
- Если звук нечеткий и VR1 не помогает, измените коэффициент усиления VR9.
- Если проблема не устранена, проверьте регуляторы громкости, баланса, низких и высоких частот.
- Проверьте различные элементы управления в разделе аудио усилителя мощности.
- Повторите шаги с 2 по 5 для остальных входов.
После проверки всех входов звуковой микшер готов к использованию.
После проверки всех входов звуковой микшер готов к использованию.Аудиомикшер для объединения звуковых сигналов
Содержание
- 1 Питание
- 2 Входной каскад
- 3 Разделитель земли
- 4 Транзисторная схема
История этого проекта началась с того, что понадобился простенький микшер, чтобы объединить звук двух устройств в одних наушниках. На удивление не удалось найти ничего маленького и удобного в использовании, с батареечным питанием. Имеется ввиду готового, в продаже по интернет магазинам. Поэтому решено спроектировать девайс самому.
К этому простому аудиомикшеру можно подключить выход на наушники двух устройств и микшировать их в один выход. Например, подключение телефона и цифрового пианино, если вы хотите заниматься на инструменте в наушниках и при этом иметь музыку с телефона, играющую фоном.
Схема предусилителя имеет плоскую кривую усиления от 20 Гц до 20 кГц в акустическом диапазоне. В результате звук, проходящий через схему, останется максимально качественным.
Полная схема устройства показана выше. А далее объясним как работает каждый модуль, что он делает и почему он находится тут.
Питание
Все начинается с напряжения. Схема питается от 5 В – от блока питания USB, так как они есть практически везде, а сам микшер не потребляет много электроэнергии. Кроме того, был использован разъем micro USB, потому что у всех много лишних кабелей такого типа.
Напряжение 5 В от USB подается через небольшую ферритовую бусину. Она не пропускает высокие частоты – здесь речь идет о МГц. В результате в схему не может быть передан никакой высокочастотный шум.
Затем питание поступает на изолированный DC/DC преобразователь. Он преобразует напряжение с входа USB 5 В в изолированное 5 В. Таким образом, схема гальванически изолирована от источника питания. В первой версии не использовалась изоляция, но это создавало проблемы при подключении микшера к компьютеру – образовывались контуры заземления, что приводило к большому количеству нежелательных шумов на выходе.
Благодаря изоляции этих проблем уже не возникает.
Небольшой светодиод также подключен к источнику питания на вторичной стороне инвертора, чтобы указать наличие 5 В.
Звуковой микшер состоит из операционных усилителей. Для обработки звука они должны питаться от симметричного блока питания. Для генерации симметричного напряжения использовался преобразователь LM2664 с переключаемым конденсатором. Он инвертирует входное напряжение. Это означает, что при подаче 5 В от USB он формирует -5 В. Благодаря этому операционные усилители могут питаться эффективным напряжением 10 В с землей посередине.
Входной каскад
Входной каскад (две идентичные схемы для двух каналов) сначала нагружает сигнальные линии сопротивлением 1 кОм. Это стандарт для линейных входов. В идеале сюда нужно вставить 33 Ом для имитации сопротивления наушников, но вряд ли это необходимо. Судя по всему, при более низком сопротивлении получаем немного лучшее качество звука, но это в действительности зависит от типа драйвера в самом устройстве вывода.
Более того, входная нагрузка устраняет шум, когда к входному разъему ничего не подключено. Затем сигнал фильтруется двумя полиэфирными конденсаторами. Это удаляет нежелательные сигналы постоянного тока.
Первый каскад операционного усилителя сконфигурирован как простой сумматор с усилением 1, смешивающий левый и правый каналы в один. Конденсатор емкостью 100 пФ, подключенный параллельно резистору обратной связи, ограничивает верхний предел частоты. Таким образом усилитель не должен усиливать шум до очень высокого значения, что ограничивает общий уровень шума в схеме.
Операционные усилители — OPA4316. Они довольно хороши, но их можно изменить на OPA4134, чтобы уменьшить уровень шума.
Потенциометр на первом каскаде регулирует громкость соответствующего канала. На выходе стоит конденсатор. Это помогает уменьшить звук поворота ручки.
Здесь простой сумматор с коэффициентом усиления 1. Этот каскад смешивает звук с обоих входов устройства вместе.
Конденсатор должен снова ограничить верхний частотный диапазон до 30 кГц. На втором каскаде есть потенциометр мастер-громкости, который управляет общей громкостью, идущей от коробки к наушникам или любому другому устройству.
Третий каскад — усилитель для наушников. Сигнал снова фильтруется двумя конденсаторами из полиэстера. TPA6111A2 — усилитель для стереонаушников с выходной мощностью 150 мВт. Он подключается для достижения коэффициента усиления равного 1. В принципе он очень похож на обычный операционный усилитель, с той разницей, что его выход способен управлять большей нагрузкой — наушниками. На выходах установлены два электролитических конденсатора по 470 мкФ. Они отделяют выходной аудиосигнал от составляющей постоянного тока. Емкости 470 мкФ достаточно, чтобы перекрыть весь необходимый диапазон звуковых частот.
Разделитель земли
На схеме есть три символа – DGND и AGND, и USB_GND.
- USB_GND — это входная земля (ПК или USB-зарядное устройство), гальванически развязанная от остальной цепи изолированным DC/DC-преобразователем.
- DGND — это масса с более высоким уровнем шума. На ней стоит отключаемый преобразователь емкости, который работает на частоте около 160 кГц. Хотя сам тон не будет слышен, он может вызвать нежелательные помехи в аудиосигнале, если он будет подключен к этому выходу.
- Весь путь аудиосигнала находится на потенциале AGND — аналоговой земле. В аудиосистеме особо чувствительные части схемы следует размещать на отдельной, свободной от помех линии. Эта масса соединена ферритовой бусиной. Она имеет высокое сопротивление на высоких частотах и низкое сопротивление на низких. Поэтому не пропускает высокочастотный шум.
Обе массы четко отделены друг от друга на печатной плате.
Здесь двухслойная печатная плата размером 80 x 55 мм, которая помещается в корпус из алюминия.
Пассивные компоненты имеют размер 0805 – их не так уж сложно паять вручную, так что проект отлично подходит для сборки даже радиолюбителям с небольшим опытом.
Транзисторная схема
И под конец простейший вариант схемы аудиомикшера, чисто на транзисторах.
По параметрам и удобству он уступает, но во многих случаях есть смысл собрать именно его, как более дешевую и доступную альтернативу.
Что такое микшер: как работает звуковая консоль
Что такое микшер — микшерный пульт является наиболее важным оборудованием в установках живого звука, потому что он контролирует все источники звука, прежде чем они будут отправлены на громкоговорители. Знание всех тонкостей микшерного пульта и того, как его использовать, поможет вам отличить идеальный микс от посредственного.
В этой статье я представляю краткое по сути объяснение различных узлов микшерной консоли, чтобы после определения роли каждой ручки вы могли правильно ей пользоваться. Изучив основы этого устройства, вы будете ясно представлять, что такое микшер и сможете начать практиковаться и тренировать свой слух для создания отличных миксов.
Аудиомикшер — это устройство, используемое для объединения нескольких источников звука путем управления громкостью, частотой и динамикой источника звука.
Аудиомикшеры также называют микшерной консолью, панелью, пультом или декой.
Структура микшерной доски
В зависимости от размера микшера, на нем могут быть сотни ручек, предназначенных для решения конкретной задачи. Большое количество ручек на поверхности микшерного пульта вначале могут показаться очень сложным устройством для управления. Однако, нужно знать, что расположенные на каждой полосе каналов элементы управления, они также повторяются для остальных каналов. Поэтому если вы понимаете принцип работы одного канала, то вы будете знать, как работает микшер в целом.
На приведенной ниже схеме показаны элементы микшерного пульта, для наглядного ознакомления с различными органами управления и общего понятия что такое микшер.
1. Полоса звукового канала
Один канал микшера, также известен как полоса каналов, и звуковой сигнал через него проходит сверху вниз. Все каналы расположены в линейку, идущей поперек доски. Каждая линейка каналов имеет входы, вставки, усиление, эквализацию, дополнительные возможности, а также фейдеры громкости.
Я подробно объясню каждый из них на протяжении всей статьи.
На изображении ниже показана полоса каналов, каждая полоса каналов повторяется в соответствии с количеством каналов аудио микшера.
2. Что такое микшер — входные разъемы
Входы на звуковой плате — это соединения, которые принимают внешние сигналы, чтобы направить их в различные секции микшера. Существуют различные типы входных соединений, но наиболее часто используются XLR и 1/4” симметричные или небалансные линейные входы.
XLR
XLR — это тип аудио разъема, который используется в основном для профессиональных акустических подключений. Он имеет три контакта для передачи сигнала: положительный (красный), отрицательный (черный) и заземляющий (экран кабеля).
XLR — это симметричные соединения, что означает, что они подавляют шум. Они делают это, посылая один и тот же сигнал на два провода (красный и черный), но с обратной полярностью. Когда сигнал достигает другой стороны, они снова меняются местами, устраняя любой шум на линии.
На изображении ниже показан разъем XLR, вилка и розетка.
Разъем Джек 1/4″
Этот тип разъема также известен как штекер телефонного гнезда. Первоначально он использовался для телефонных коммутаторов и сегодня все еще широко используется для передачи аналоговых звуковых сигналов. Существует две его версии: сбалансированный разъем TRS (наконечник, кольцо, гильза) и несбалансированный разъем TS (наконечник втулки).
На изображении ниже показаны обе версии штекера 1/4 дюйма.
3. Разъем подключение эффектов «Insert»
На микшерном столе гнездо «Insert» — это точка подключения, где сигнал прерывается и выводится за пределы микшера для его обработки. Затем сигнал отправляется обратно в ту же точку микшера, чтобы продолжить свой путь. Типичные приложения включают в себя применение компрессии, стробирования или эквалайзера к определенному каналу без воздействия на другие каналы.
Примером может служить электрогитара, подключенная к микшеру, сигнал которой должен пройти через блок эффектов. Вы можете использовать соединение «Insert», чтобы отправить сигнал от микшера на блок эффектов, а затем обратно на микшерный пульт, чтобы продолжить путь.
4. Ручка усиления
Ручка усиления на микшере регулирует уровень громкости, который может поступать в аудио микшер на этом конкретном канале. В некоторых моделях это обозначено как «Trim». Если сигнал слишком слабый, то увеличивая усиление, вы усиливаете сигнал до линейного уровня.
5. Переключатель фильтра верхних частот.
У большинства микшеров есть небольшой переключатель, расположенный выше или ниже ручки усиления, это фильтр верхних частот, который аналогичен фильтру высоких частот. Что он делает, так это удаляет низкие частоты из звукового сигнала. В некоторых случаях это спасает, потому что, если входной сигнал сильно басовый, то он может насыщать канал независимо от того, как вы его выравниваете.
Когда переключатель включен, фильтр срезает частоты между 20 Гц и 150 Гц. Частота среза может быть неодинаковой для разных производителей микшерных консолей, хотя в принципе, эти показатели являются типичными.
Если вы не знали, тогда для справки, частота среза — это начальная точка, в которой отклик ослабляется на 3 дБ.
6. Выравнивание
На деке есть секция эквалайзера для регулировки баланса между различными частотными компонентами, составляющими звуковой сигнал. Другими словами, эквализация — это простой процесс изменения тембра звукового сигнала. Большинство микшеров имеют три полосы эквалайзера: High, Mid и Low, в то время как дека меньшего размера имеет только две полосы. Аудио микшеры профессионального уровня, обычно используемые в студиях звукозаписи, имеют четыре или даже шестиполосный эквалайзер на канал.
- Высокий: Управляет высокими частотами в диапазоне от 6000 Гц до 20000 Гц. Эти частоты придают звуку яркость и присутствие. Высокие частоты характеризуются тем, что добавляют музыке границу, удар, детализацию, естественность и ясность.
- Средний: это частоты в диапазоне от 250 Гц до 6000 Гц. Сбалансированные средние частоты обеспечивают разборчивость звука, особенно речи. Они приятны для слуха, не резкие и доставляют звуковой комфорт.
- Низкий: также известный как низкие частоты, регулирует нижнюю частоту звукового спектра. Эти частоты находятся в диапазоне от 60 Гц до 250 Гц.
7. Вспомогательные посылы
Большинство современных микшеров имеют выходы, используемые для маршрутизации сигнала на внешние вспомогательные устройства, такие как мониторы или устройство эффектов. Сигнал, выходящий из вспомогательного посыла (Aux Send), имеет преимущество в виде регулятора уровня для каждого канала индивидуально, который полностью отделен от основного микса.
Типичное использование «Aux Send» — это подключение мониторов на сцене и создание отдельного микса, называемого миксом монитора, чтобы исполнители могли слышать себя на сцене.
8. Управление PAN
Элемент управления панорамированием имеет три положения: левое, центральное и правое. Он используется для увеличения или уменьшения уровня левого и правого звуковых сигналов. Управление панорамированием работает путем уменьшения уровня сигнала в одном канале, что делает его громче на противоположном канале.
При повороте ручки PAN влево, звуковой сигнал выходит на левый динамик. Поверните ручку к центру, и звук будет слышен на обоих динамиках. Наконец, повернув ручку вправо, сигнал выходит из правого динамика.
9. Функция Mute
На каждом канале есть переключатель отключения звука, при активации этой кнопки отключается весь звук на этом канале, в том числе сигнал поступающий на мониторы. Эта функция очень полезна, если, например, вы закончили проверку звука и все фейдеры находятся на идеальном уровне. Активировав переключатель и отключив канал, вы гарантируете, что нежелательный сигнал не попадет на динамики или мониторы.
10. Светодиод перегрузки (OL) или пика
Светодиод OL или Peak доступен на всех каналах, чтобы визуально указать, что сигнал слишком высокий, а это означает его нахождение в режиме ограничения, при этом он вносит искажения в данный канал. Все, что вам нужно сделать, это повернуть ручку усиления вниз, пока светодиод не перестанет мигать, чтобы избежать искажений.
11. Подгруппа/переключатель SUB
Звуковые консоли состоят из одной или нескольких подгрупп. В свою очередь подгруппа состоит из нескольких источников, таких как каналы, дорожки, линии и т.д., которые объединены в отдельную шину на микшере. Подгруппы идеальны при микшировании вживую, потому что вы можете направить выходы каналов на другое устройство или назначить их для основного микса.
Например, вы можете создать сочетание общих источников, таких как вокал, гитары, ударные, клавишные и т.д., а затем сгруппировать их так, чтобы ими можно было управлять вместе с помощью одного фейдера. Если у вас есть отдельные подгруппы, вы можете направить вывод этой конкретной подгруппы, чтобы можно было записать его отдельно от других групп.
Если вы хотите транслировать звук выходящий из микшера в режиме онлайн, с возможностью контроля над тем, какую группу аудио источников передавать, используйте подгруппы для маршрутизации этого сигнала на аудио-интерфейс, а затем на компьютер для его потоковой передачи.
Есть много вариантов использования подгрупп; просто знайте, что это отдельная шина для маршрутизации аудио источников.
12. Фейдеры каналов
Канальные фейдеры представляют собой потенциометры в виде ползунков, которые используются в качестве регулятора громкости для каждого канала. Они выполняют ту же функцию, что и вращающийся потенциометр, то-есть для увеличения или уменьшения громкости. Но поскольку ползунковые регуляторы имеют большую длину хода между минимумом и максимумом, громкость можно регулировать очень плавно.
13. Мастер-фейдеры
На микшерных консолях мастер-фейдер — это то, что управляет общим уровнем громкости всех источников звука, подключенных к микшеру. Как и фейдеры каналов, они увеличивают или уменьшают интенсивность аудиовыхода.
14. Основные выходы
После того, как все источники звукового сигнала, подключенные к микшеру, отрегулированы и уравновешены, именно здесь все усиливается и затем подключается к основным громкоговорителям, которые публика будет слышать.
15. Дополнительные выходы
Вспомогательные выходы используются для приема маршрутизированного сигнала «Aux Send», который подключается к процессору эффектов, либо, если они используются для сценических мониторов, то именно сюда вы можете подключить свои мониторы.
Заключение
В этой статье рассматривались основы микшерного пульта, чтобы вы могли ознакомиться с различными органами управления входящими в состав консоли. Используйте изображения, включенные в сообщение, чтобы было легче ориентироваться по мере необходимости. Как упоминалось ранее, зная функции линейки каналов, вы получаете необходимые знания, необходимые для начала практической работы с аудио микшером.
Радиосхемы. — Микшер автоматический
материалы в категории
Микшер это устройство для управления несколькими звуковыми источниками.
Обычно микшеры применяются там где необходимо сложить звуковой сигнал от нескольких источников- магнитофона и микрофона, двух магнитофонов и так далее.
Поэтому микшеры в основном нашли применение на дискотеках и в студиях звукозаписи, но микшер может пригодиться и в любительских условиях, когда, например, нужно озвучить любительский фильм наложив на него музыку и речь одновременно.
Читая дикторский текст или объявления, приходится вручную изменять усиление каждого усилительного канала, что конечно, неудобно.
Работа значительно упростится, если применить автоматический микшер, структурная схема которого приведена на рис.1.
Сигнал с микрофона, подключенного к гнезду XS1 подается на микрофонный усилитель, а с него — на один из входов сумматора. На другой вход сумматора поступают сигналы с магнитофонов, подключенных к гнездам XS2 и XS3. Правда, предварительно они проходят через автоматический аттенюатор — каскад с изменяемым коэффициентом передачи ослабления сигнала. Он позволяет регулировать громкость звукового сопровождения. Чем больше коэффициент передачи (он зависит от наличия сигнала в микрофонном тракте), тем громче звук.
А теперь познакомимся со схемой микшера, приведенной на рис.2. Параллельно гнездам розетки XS1, в которую включают вилку микрофона, подсоединен подстроечный резистор R1 -им можно грубо регулировать сигнал на выходе микрофонного тракта. Резистор необходим лишь в случае работы микшера с разными микрофонами. Конденсатор С1 снижает уровень помех на входные цепи, особенно от близлежащих мощных радиостанций.
Микрофонный усилитель — двухкаскадный. Транзисторы VT1 и VT2 включены по схеме с общим эмиттером. Резисторы R6 и R10 обеспечивают режим работы транзисторов по постоянному току. Нагрузкой первого каскада является резистор R7, второго — подстроечный резистор R12.
Сигнал с выхода микрофонного усилителя (с коллектора транзистора VT2) подается через цепь C4R13 на базу транзистора VT3 усилителя регулирующего сигнала. С движка подстроечного резистора R12 часть сигнала микрофонного усилителя поступает через цепь C5R23 на сумматор.
Резисторы R9, R11 создают отрицательную обратную связь в каскадах микрофонного усилителя, стабилизирующую режим работы транзисторов и уменьшающую нелинейные искажения.
Режим работы транзистора VT3 зависит от сопротивления резистора R14. Нагрузкой каскада является резистор R15.
Детектор выполнен на транзисторе VT4. При отсутствии сигнала на выходе микрофонного усилителя транзистор закрыт, поскольку на его базе нет напряжения смещения относительно эмиттера. Сопротивление участка эмиттер — коллектор велико, конденсатор С8 заряжен до напряжения питания. Такое же напряжение и на затворе транзистора VT8.
Как только на базе транзистора VT4 появляется сигнал, транзистор открывается (положительными полуволнами сигнала на базе), конденсатор С8 разряжается. Однако потенциал затвора транзистора VT8 относительно истока уменьшается не сразу — ведь нужно какое-то время, чтобы конденсатор С14 разрядился через резистор R28 и открытый транзистор VT4. Только после этого транзистор VT8 откроется и вступит в действие подстроечный резистор R29, который с резистором R19 образует делитель напряжения в цепи магнитофонных сигналов. В результате сигнал с магнитофонов на входе сумматора падает.
Когда же транзистор VT4 закрывается, напряжение на затворе транзистора VT8 восстанавливается через некоторое время — по мере зарядки конденсатора С8, а значит, и С14. Выбор определенных постоянных времени цепей C14R28 и C8R18 обеспечивает сравнительно быстрое появление управляющего сигнала на транзисторе VT8 и медленное его убывание.
Изменением положения движка подстроенного резистора R29 можно изменять коэффициент передачи делителя R19R29, а значит, и уровни сигналов с магнитофонов на выходе микшера при наличии управляющего сигнала и без него.
С аттенюатора сигнал поступает на эмиттерный повторитель на транзисторе VT5. Режим работы транзистора задан резистором R20.
Сумматор микрофонного и магнитофонных сигналов образуют резисторы R22, R23 и входное сопротивление усилителя на транзисторе VT6. К усилителю подключен эмиттерный повторитель на транзисторе VT7 — с него сигнал подается на выходную розетку XS4.
Схема автоматического микшера
Блок питания микшера, обеспечиваюший постоянное напряжение 12 В (рис. 3), состоит из понижающего трансформатора Т1, выпрямительного моста на диодах VD1-VD4, параметрического стабилизатора, составленного из стабилитрона VD5 и балластного резистора R1, и усилителя тока на транзисторе VT1. Пульсации выпрямленного напряжения сглаживаются конденсаторами С1 и С2. На микшер постоянное напряжение поступает через П-образный сглаживающий фильтр C3R2C4.
Вместо транзисторов КТ3102А в микшере можно использовать другие транзисторы этой серии или КТ315Б, КТ315Г, вместо КП103Л — КП103К — КП103М. Подойдут и КП103А-КП103И, но в этом случае может понадобиться подбор резистора R18. Остальные транзисторы — любые из серии КТ315 со статическим коэффициентом передачи тока h31э не менее 50.
Подстроечные резисторы — любые, например, СП-11, СП3-6, постоянные резисторы — МЛТ-0,25. Оксидные конденсаторы — К50-12 (С8-К50-6), остальные конденсаторы — любого типа, возможно меньших габаритов. Розетки — ОНЦ-ВГ-2-3/16-р (СГ-3) или ОНЦ-ВГ-4-5/16-р (СГ-5).
Большая часть деталей микшера (на схеме они обведены штрих-пунктирной линией) смонтирована на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Подстроечные резисторы располагают либо на задней стенке корпуса микшера, либо на отдельной планке внутри корпуса. Детали C1, R3, R5 монтируют непосредственно на выводах подстроечных резисторов.
В блоке питания использован трансформатор ТС-5-4, но подойдет любой другой готовый или самодельный трансформатор с напряжением на вторичной обмотке 13…13,6 В при токе нагрузки до 100 мА. Вместо диодов КД105Б можно использовать любые диоды серий КД102, КД103, КД105, Д226, а вместо стабилитрона Д814Д- Д813. Транзистор КТ603Б заменим на любой из серий КТ608, КТ815 или ГТ404. Оксидные конденсаторы — К50-6.
Детали блока питания смонтированы на плате (рис.4) из фольгированного стемотекстолита. Плату укрепляют внутри корпуса микшера.
Если монтаж микшера выполнен правильно, а детали исправны, налаживание сводится к установке движков подстроечных резисторов в оптимальное положение. Точнее и быстрее это удастся сделать с помощью генератора сигналов звуковой частоты и осциллографа.
Сначала устанавливают движок резистора R1 в среднее положение и подают от генератора на вход «Микр.» (XS1) сигнал частотой 1 кГц и амплитудой 0,8 мВ. Измеряют постоянное напряжение на конденсаторе С8 — оно должно быть не более 0,4 В. При выключении генератора это напряжение должно возрастать до 4…6 В, что будет свидетельствовать о нормальной работе канала автоматического регулирования.
Если же при подаче входного сигнала напряжение на указанном конденсаторе превышает 0,5 В, значит, транзисторы VT3, VT4 обладают недостаточным коэффициентом передачи тока. Необходимо либо заменить транзисторы, либо попытаться установить нужное напряжение подбором резисторов R14, R17.
Далее входной сигнал увеличивают до 6 мВ и проверяют форму синусоидальных колебаний на коллекторах транзисторов VT1 и VT2 — она должна быть неискаженной.
Установив движок подстроечного резистора R12 в крайнее левое (по схеме) положение (конденсатор С5 соединен с коллектором транзистора VT2), наблюдают форму сигнала на коллекторе транзистора VT6 и эмиттере VT7. Искажения в первом случае устраняют подбором резистора R24, во втором — резистора R26.
Амплитуда наблюдаемого сигнала при этой проверке должна быть 0,7…1 В. Если она больше, увеличивают сопротивление резистора R23.
Далее подают сигнал частотой 1 кГц и амплитудой около 0,35 В на вход «Маг.1», а затем «Маг.2» (вход «Микр.» желательно замкнуть накоротко). При установке движков резисторов R2 и R4 в положение минимального ослабления входных сигналов проверяют форму напряжения на выходной розетке микшера. Подбором резистора R22 устанавливают амплитуду сигнала равной 0,35…0,5 В, а подбором резистора R20 добиваются неискаженной формы сигнала.
Подключив теперь к розетке XS1 динамический микрофон и произнося протяжно звук «а-а-а…», можно наблюдать на экране осциллографа уменьшение магнитофонного сигнала. Перемещением движка резистора R29 устанавливают требуемый уровень ослабления сигнала магнитофона. Резистором R12 при этом нетрудно добиться неискаженного сигнала на выходе микшера при реальной громкости речи перед микрофоном.
А если генератора и осциллографа нет? Тогда можно проверить и наладить микшер в такой последовательности. Сначала на вход «Mar.1» подают сигнал с магнитофона, а к выходу микшера подключают усилитель мощности ЗЧ. Движок резистора R2 устанавливают в верхнее (по схеме) положение. Если слышны искажения звука, подбирают резисторы R20, R24, R26.
Далее подключают микрофон и произносят протяжно звук «а-а-а…» Громкость магнитофонного сигнала в громкоговорителе (или громкоговорителях) уменьшится в зависимости от положения движка резистора R29. Установив резистором нужное уменьшение громкости звука, резисторами R1 и R12 добиваются желаемого порога срабатывания канала автоматического регулирования и такой же громкости звука в громкоговорителе, что и при воспроизведении фонограммы. Этими же регулировками уменьшают акустическую обратную связь между микрофоном и громкоговорителем, чтобы во время работы микшера не появлялись свистящие звуки. В случае появления искажений звука от микрофона подбирают резисторы R6, R10.
Источник: Радио №12, 1987 г., стр.35
Дискретный ревербератор на PT2399 (12 дилеев) / Хабр
DELAYVERB — это проект дискретного ревера на 12шт микросхемах PT2399, решил поделиться процессом в надежде привлечь участников.
Даже устроил конкурс в группе на розыгрыш драм синтезатора CORON DS8 о котором скудно писал раньше.
В статье попробую описать с чего я начинал, как устроен и чего я ожидаю от готового ревера.
Так же обязательно размещу открытую информацию о проекте в Github (у меня там кстати уже несколько проектов) и в группе ВК.
Верхняя панель ревербератораС чего все началось:
На просторах интернета на каком то очень сомнительном сайте нашел схему ревербератора с дилеем на 6 птшках.
Вот она кстати: Цифровой ревербератор на PT2399
На основе этой схемы собрал по быстрому на макетных платах, говне и PT2399 подобный ревер в гитарную педаль.
Вместо отдельной предварительной линии задержки решил брать фидбек с одной из линий задержки ревера.
Процесс сборки прототипаСобранная плата прототипаТак появился галетный переключатель для выбора типа ревера.
Дело в том что, скорость линии задержки в обратной связи влияет на тип ревера, например на коротком времени можно получить Plate или Spring (ну типа), на длинных Hall и тд.
Получилось все неожиданно живенько и вкусно с гитарой
Быстро сообразил, что можно легко менять скорость внешним LFO и прикрутил мощный цифровой низкочастотный генератор от Electric Druid VCLFO 10.
Плата прототипа с модуляциейС корпусом было не просто:
Во-первых: Высота готовой конструкции не позволяла использовать обычный корпус.
Во-вторых: Вторая плата LFO с кучей ручек добавилась.
Вопрос был решен двумя корпусами, получилась такая, модульная система.
Блок LFO подключался одним проводом (Stereo Jack 3.5), по которому передавалось питание и управляющий сигнал.
Оценив глубокий звук, потенциал и в целом идею, решил продолжать.
Все это переросло в проект ревера на большем количестве птшек.
Какие особенности:
— 12 модулей задержки на PT2399.
— 2 LFO для раздельной модуляции по 6 модулей.
— 12 тумблеров отключения линий задержки для удобной отстройки скорости на каждой линии.
— 12 подстроечных резисторов для настройки скорости каждой линии задержки.
— 256 комбинаций обратной связи за счет 8 переключателей и регулировка ее глубины.
— ТруЪ байпас на реле с возможностью подключения внешней педали.
— Регулировка микса с возможностью оставить только обработанный сигнал.
— Тестовые контакты для быстрой диагностики и наладки устройства.
— Питание 9в от обычного блока питания для гитарных педалей.
— Компактный размер позволяющий заказать платы по «льготной» цене.
— Максимально доступные комплектующие.
— SMD компоненты размера 1206, которые являются довольно крупными и легко паяются даже без опыта монтажа смд компонентов.
Прибор можно разделить на 5 функциональных блоков:
1. Блок питания.
2. Блок модуляции.
3. Блок задержек.
4. Блок микшера.
5. Блок байпаса.
В общем поехали:
Рендер основной платы дискретного ревербератора (верх)Рендер основной платы дискретного ревербератора (низ)Поскольку я решил использовать 12 птшек, то сразу озадачился с их питанием.
Потребление PT2399 зависит от скорости задержки.
При коротких значениях оно увеличивается и в максимальных значениях может достигать до 30ма.
Работать в ревере они будут преимущественно на коротких скоростях.
То есть при общем количестве в 12 шт, мы получим около 400ма.
В принципе должно было хватить одной LM7805, но по опыту с «педальным ревером» стабилизатор в корпусе TO-220 был теплым даже от 6шт.
Учитывая это и то что в используемых здесь стабилизаторах (L7805) в корпусе DPAK тепло-отведение значительно хуже, было решено разделить питание на два блока по 6 модулей каждый.
Так же я использовал ICL7660S для получения отрицательного напряжения и питания блока микшера.
Модуляцию решил упростить, так как от обилия ручек растекались глаза.
Установил два простых LFO на доступных ОУ (TL072) с треугольной формой волны (Довольно типовое решение для модуляции в дилеях) для раздельного модулирования блоков по 6 модулей задержки.
Большое количество форм волны это конечно круто, но в приоритете сделать рабочий проект, к тому же больший интерес вызвало попробовать одновременно модулировать разные линии с разной скоростью.
Схема модуляции (LFO)Модуляция реализована через обычный NPN транзистор, я использую распространенные 2N3904 в виду его доступности и дешевезны.
Подобную реализацию я впервые увидел в проекте MFOS ECHOFXXX, но максимально упростил и проверил на «педальной» версии ревера, показала себя отлично.
Схема управления скоростьюМикшер решил оставить прежним, подкорректировав некоторые номиналы, для более лучшей работы, а так же добавил разделительные резисторы, для возможности включения сразу несколько линий задержек в обратной связи.
И да, двухполярное питание используется только для реализации ручки микса через кроссфейд.
Удачных примеров это сделать по другому, я не нашел.
Хотя вроде как динамический диапазон тоже должен быть лучше, но это не точно 🙂
(Двумя раздельными ручками на чистый и обработанный сигналы не хотелось нагружать устройство, а сдвоенный потенциометр менее доступный).
Схема блока микшераВообще, изначально проект задумывался с цифровым управлением на arduino nano.
Все переключатели например должны были быть заменены ключами SN74LVC1G66DBVR и управляться через контроллер, байпас так же реализован на реле и должен был управляться с помощью «нанки».
Но в силу отсутствия должных навыков программирования, были внесены значительные изменения и добавлены обычные тумблеры.
Переделываться байпас тумблер не хотелось, поэтому решено было использовать D-триггер для управления электромагнитным реле.
Выбрал очень распространенную схему на NE555, честно говоря не использовал ее ранее, но надеюсь на лучшее, в симуляторе показала более-менее нормальные результаты.
Схему нарисовал не очень читабельно, но вы ее легко можете найти в гугле по запросу: bypass 555 schematic например.
Схема байпаса (D-триггер на NE555)Это все что касается «материнской платы», теперь к модулям задержки.
Здесь на самом деле все очень просто и главная сложность была сделать их максимально компактными, что вроде как даже получилось.
Рендер модуля (верх)Рендер модуля (низ)Все модули устанавливаются перпендикулярно основной плате в вертикальном положении.
На них размещены основные компоненты для работы PT2399 и подключены параллельно друг другу с общим входом и раздельными выходами.
С каждого такого модуля сигнал идет в микшер, где замешивается с чистым сигналом, а так же на переключатели обратной связи, для создания более глубоких эффектов.
Схема модуля задержкиВсю информацию я выкладываю в ознакомительных целях и для привлечения интересующихся людей.
На данный момент прошу поддержать данный проект монетой вот здесь: Поддержать
Среди поддержавших участников проведу конкурс и разыграю готовый прибор: CORON DS8 (Super Huevo Edition)
Так же буду раздавать свободные комплекты плат на DELAYVERB среди самых заинтересованных подписчиков сразу как только получу их.
Страница с проектами на Github: /EugeneCarlo
Группа в ВК со всеми новостями: Mojo by Carlo
Телеграм канал для удобства: Сборка онлайн
Чатик для общения и вопросов: Сборка онлайн чат
Видосы с проектами на ютубе: Евгений Карло
Статьи на хабре: @carlocarlocarlocarlocarlo
Бусти который я никак не оформлю: Boosty by Carlo
Яндекс дзен который никому не нужен: Zen by Carlo
Спасибо, что дочитали до конца, за комменты отдельный респект)
Ушел оформлять проект на Github, там будут выложена более подробная информация:
— О работе каждого блока
— Файлы для самостоятельного заказа плат
— Список комплектующих с ссылками где я заказывал детали
— Подробности по его сборке.
Так что не забывайте ставить звездочку и следить за обновлениями вот здесь: DELAYVERB на Github
Руководство для начинающих пользователей | сценического звукового оборудования
Поиск по сайту
Типы микшеров
В целом микшеры по своей внутренней структуре делятся на три типа.
(1) Аналоговые микшеры
Аналоговые микшеры используются для регулирования громкости и тембра входных аудиосигналов. Большинство ручек регуляторов и фейдеров находится на верхней панели, благодаря чему потоки сигналов и выстроенная на текущий момент звуковая картина легко отслеживаются. Обычно управление аналоговыми микшерами – интуитивно понятный процесс.
(2) Цифровые микшеры
Цифровые микшеры обрабатывают входные аудиосигналы и регулируют их громкость и тембр с использованием цифровых технологий обработки сигналов. Цифровая обработка позволяет применять такие разновидности регулирования тембра, которые невозможны при использовании аналогового оборудования. Цифровые микшеры способны сохранять положения фейдеров и поворотных регуляторов во встроенной памяти, откуда их можно мгновенно вызывать. Фейдеры и поворотные регуляторы выполняют по нескольку разных функций, поэтому модификации микшеров остаются компактными даже при увеличении числа каналов. Обычно цифровой микшер требует больше опыта для эффективной настройки, но обеспечивает намного больше функциональных возможностей, чем аналоговый.
(3) Активные микшеры
Активные микшеры – это аналоговые микшеры со встроенным усилителем мощности. Это означает, что воспроизведение звука обеспечивается при прямом подключении микшера к акустическим системам. В тех случаях, когда постоянно подключено одно и то же оборудование, для использования активных микшеров надо просто включить питание, что делает эксплуатацию проще и удобнее.
Рекомендуем: полнофункциональные системы сценического звукового оборудования
Полнофункциональные системы СЗО состоят из активного микшера, акустических систем и акустических кабелей. Они легко конфигурируются, легко транспортируются ввиду малой массы и компактности и отлично подходят для небольших мероприятий и ансамблей с малым числом участников.
Входные каналы
Число микрофонных и линейных входных каналов
Число входных каналов в микшере имеет чрезвычайно большое значение, означая количество микрофонов и музыкальных инструментов, сигналы которых могут обрабатываться. Наряду с общим числом входных каналов микшера необходимо учитывать и то, сколькие из этих каналов подходят для микрофонов, являются ли линейные входные каналы исключительно монофоническими и принимают ли входы стереосигналы.
К примеру, при использовании микшера с ансамблем как минимум восемь входных каналов могут понадобиться для микрофонов, снимающих звук с ударной установки. В этом случае следует выбрать такую модель, которая имеет достаточно каналов, совместимых с микрофонами.
К микшеру с множеством стереоканалов можно подключить несколько устройств, подающих на выход стереосигналы (например, синтезаторов). Микшер, имеющий блоки эффектов, такие как компрессоры или реверберация, рекомендуется для ситуаций, когда на вход подается вокал. И наконец, микшер, который можно подключить к персональному компьютеру через USB-порт, рекомендуется для домашних студий звукозаписи.
Микрофонный входной канал
Аудиосигналы, снимаемые микрофоном, очень слабые, в связи с чем должны усиливаться предварительным усилителем (GAIN) микшера. Микрофоны подключаются к разъемам с маркировкой MIC. Примечание: в случае использования конденсаторного микрофона требуется фантомное питание (часто помечено как «+48V»).
— Линейный входной канал
Устройства линейного уровня, такие как клавишные инструменты и CD-проигрыватели, подключаются к разъемам с маркировкой LINE.
В таких случаях обычно используются кабели с phone-соединителями и штырьковыми соединителями типа RCA, подключаемые к соответствующим разъемам.
Если у одного и того же канала есть как вход MIC, так и вход LINE, используйте разъем LINE. Если один и тот же разъем используется как в режиме MIC, так и в режиме LINE, уменьшайте уровень сигнала нажатием кнопки PAD, чтобы звук не искажался (помните, что линейные сигналы имеют более высокий уровень, чем микрофонные).
Советы
Иногда в качестве и микрофонного, и линейного разъема используется комбинированное гнездо (т. н. комбо-джек). Если используете линейный вход, нажимайте кнопку PAD, чтобы более громкие линейные сигналы не искажались.
Функции микшера
(1) Эквалайзеры
Микшеры оснащены эквалайзерами, регулирующими тембр каждого канала. Одни эквалайзеры имеют всего 2 полосы для регулирования низких и высоких частот; другие же являются 3-полосными, позволяя изменять звучание путем усиления или урезания низких, средних и высоких частот. Некоторые 3-полосные эквалайзеры имеют функцию MID-sweep [Охват средних], способную корректировать те средние частоты, которые присущи большинству музыкальных инструментов и певческих голосов. Чем больше предусмотрено частотных полос, тем детальнее может быть формируемое звучание.
| Регулятор | Характеристика | Корректируемые области звучания | Эффект усиления (boost) | Эффект урезания (cut) |
|---|---|---|---|---|
| HIGH [Высокие] | 10 кГц (+/-15 дБ) | Высокие обертоны, превышающие регистр инструмента | Усиливается «ломкое», металлически-жесткое эхо, и звучание становится резким. Если усиление чрезмерно, в звучании присутствуют посторонние шумы. |
Тональность становится ровной. Эффективно шумоподавление «S». Если урезание чрезмерно, утрачивается прозрачность на высоких частотах. |
| MID [Средние] | 3 кГц (+/-15 дБ) | Верхние регистры инструментов/вокала | Звук становится ярким, жестким и модулированным. Если усиление чрезмерно, звук становится неприятным. | Звуковой баланс смещается в сторону низких частот. Если урезание чрезмерно, звук становится мрачным. |
| 1 кГц (+/-15 дБ) | Средние регистры инструментов/вокала | Звучание в целом может становиться четче. Звук словно проецируется вперед. Акцентируется атака томов и бас-бочек. | Тональность становится обтекаемой и приятной. Звуковые составляющие становятся более приглушенными и больше не выделяются в миксе. | |
| 500 Гц (+/-15 дБ) | Средне-нижние регистры инструментов/вокала | Звук становится плотнее и мощнее, а тональный баланс смещается в сторону низких частот. Если усиление чрезмерно, звук становится неестественным, словно исходит из телефона. |
Звук становится жестким и атакующим. Тональный баланс смещается в сторону высоких частот. Если урезание чрезмерно, звук становится недостаточно плотным. | |
| LOW [Низкие] | 100 Гц (+/-15 дБ) | Нижние регистры инструментов | Звук становится обтекаемее и глубже и воспринимается как более напористый и масштабный. Если усиление чрезмерно, звук становится менее четким. | Звук становится менее тяжеловесным и, как следствие, более четким. Эффективно подавляются собственные шумы и «подвывания». |
(2) HPF (High Pass Filter) [ФВЧ (Фильтр высоких частот)]
ФВЧ отсекает ненужные низкие частоты на входе. Функция ФВЧ есть у большинства микрофонных и микрофонно-линейных входов, но у некоторых специализированных линейных входов ее может не быть.
Фильтры высоких частот нередко применяются к педальной тарелке, малому барабану и вокалу для отсечки ненужных низких частот и, как результат, получения более чистого звука. Помимо того, они используются для исключения появления нежелательных «хлопков» в микрофоне, снимающем голос (например, при произнесении речи).
(3) PAN [Панорама]
Эта функция позволяет регулировать соотношение выходов при воспроизведении звука от левой и правой акустических систем. Она применяется для расширения звукового образа или для позиционирования его входных составляющих в соответствии с расположением исполнителей на сцене. Звучание стереоканалов изначально заложено в стереообраз, поэтому для регулирования баланса между левой и правой АС используется регулятор BAL [Баланс].
(4) Фейдеры/поворотные регуляторы уровня
Эти органы управления позволяют регулировать громкость каждого канала, группы, стереовыхода и т. п. Ползунковые регуляторы (фейдеры) обеспечивают быстрое изменение громкости, хотя на некоторых микшерах она регулируется поворотными ручками.
Как получить звук на выходе микшера?
С микшера на выход могут подаваться аудиосигналы различных отдельных каналов. Используемая конфигурация подачи сигналов на выход зависит от потребностей конкретного мероприятия. Так, например, аудиоматериал, предназначенный для публики, выводится на основные акустические системы, а аудиоматериал для исполнителей – на мониторные АС на сцене. Разъемы STEREO OUT [Стереовыход] обычно используется для вывода аудиоматериала на публику, AUX SEND [Дополнительная отправка] – для вывода на мониторные АС исполнителей, MONITOR OUT [Выход на мониторы] – для вывода на мониторные АС, используемые при микшировании аудиоконтента в студии, GROUP OUT [Групповой выход] – для вывода сразу нескольких сигналов, REC OUT [Выход для записи] – для подключения к звукозаписывающему устройству, а PHONES [Наушники] – для подключения наушников.
(1) Шина AUX
Шина AUX [Дополнительная] – это электрическая схема для передачи сигналов на внешние устройства. Она может использоваться для передачи сигналов на мониторные АС исполнителей отдельно от главного выхода или на внешние записывающие устройства и устройства для создания эффектов. Микшер с множеством отправок через шину AUX следует выбрать в том случае, если в ансамбле много участников или если нужно передавать исполнителям раздельные мониторные сигналы с индивидуально выстроенными балансами.
(2) Шина GROUP
Шина GROUP [Группа] – это электрическая схема для управления несколькими каналами одновременно. Например, если у вас восемь микрофонов (для восьми каналов), расположенных по периметру ударной установки, и вам нужно повысить или понизить громкость звучания всей установки, точно поднять или опустить фейдеры всех восьми каналов – непростая задача. Если же все эти каналы объединены в одну группу, громкость всей ударной установки можно повышать или понижать с поддержанием одного и того же баланса, просто поднимая или опуская фейдер группы.
(3) Шина STEREO
Шина STEREO [Стерео] – это электрическая схема для объединения отдельных входных сигналов, поступающих в микшер, или сигналов шины GROUP, регулирования общего уровня громкости и вывода результирующего аудиосигнала через стереофонические выходные разъемы.
Цифровые микшеры
Аналоговые микшеры
Активные микшеры
- Главная
- Продукты
- Дополнительно
- Musician PA System and Portable PA System | Yamaha Pro Audio
- Руководство для начинающих пользователей | сценического звукового оборудования
Общие сведения о смесителях ВЧ и частотных смесителях » Electronics Notes
РЧ-смесители или частотные смесители, а также процесс РЧ-микширования или умножения являются ключевыми для многих РЧ-схем, позволяющих преобразовывать сигнал с одной частоты на другую, а также обеспечивать сравнение фаз.
Радиочастотные микшеры и руководство по микшированию Включает:
Основы микширования радиочастот
Теория и математика
Спецификации и данные
Как купить смеситель Select
Транзисторный смеситель
Смеситель на полевом транзисторе
Двойной сбалансированный смеситель
Смеситель клеток Гилберта
Смеситель отклонения изображения
Одним из наиболее полезных ВЧ или радиочастотных процессов является микширование. В отличие от аудиомикшера, где сигналы просто складываются, когда радио- или радиоинженер говорит о микшировании, он имеет в виду совершенно другой процесс. Здесь сигналы перемножаются и генерируются сигналы новых частот.
Процесс радиочастотного или нелинейного микширования или умножения используется практически в каждом радиоприемнике в наши дни, а также во многих других схемах. Это позволяет изменять сигналы с одной частоты на другую, так что обработка сигнала может, например, выполняться на низкой частоте, где ее легче выполнять, но сигнал может быть изменен на более высокую частоту, где сигнал должен быть передан. или получил.
На самом деле микширование радиочастот является одним из ключевых процессов, используемых при проектировании радиочастотных цепей, и смесители используются во многих схемах и элементах оборудования, связанных с радиочастотными технологиями.
Что происходит, когда сигналы смешиваются
Установлено, что если по нелинейной цепи пропустить два сигнала, то образуются дополнительные сигналы на новых частотах. Они появляются на частотах, равных сумме и разности частот исходных сигналов.
Другими словами, если в микшер поступают сигналы с частотами f1 и f2, то на выходе также будут видны дополнительные сигналы с частотами (f1+f2) и (f1-f2).
Например, если два исходных сигнала имеют частоты 1 МГц и 0,75 МГц, то два результирующих сигнала появятся на частотах 1,75 МГц и 0,25 МГц.
Смешивание двух РЧ сигналовПочему работает РЧ микширование или умножение
Чтобы понять немного больше о процессе микширования или умножения RF, необходимо посмотреть, как именно происходит процесс микширования. Как упоминалось ранее, два сигнала на самом деле перемножаются, и это происходит в результате нелинейного элемента в цепи. Это может быть диод или активные устройства, такие как транзисторы или полевые транзисторы с соответствующим смещением.
Два сигнала можно рассматривать как синусоидальные волны. Мгновенный выходной уровень зависит от мгновенного уровня сигнала A, умноженного на мгновенный уровень сигнала B. Если точки на кривой умножаются, то форма выходного сигнала становится более сложной, как показано ниже.
Смешивание или умножение двух сигналов вместеЧастоты, используемые для создания приведенного ниже примера для частот, упомянутых выше, т. е. 0,75 МГц и 1,0 МГц. Видно, что на выходе присутствует низкочастотная составляющая (разностная частота на 0,25 МГц) и высокочастотная составляющая (суммарная частота на 1,75 МГц).
В работе радиочастотные микшеры используют один из двух механизмов для своей работы:
- Нелинейная передаточная функция: В этом подходе творчески используются нелинейности устройства таким образом, что интермодуляция создает желаемую частоту и нежелательные частоты.
- Переключение или выборка Это изменяющийся во времени процесс, в котором элементы микшера включаются и выключаются гетеродином. Этот метод предпочтительнее, поскольку создает меньше паразитных сигналов и, следовательно, обеспечивает более высокую линейность требуемых выходных сигналов.
Порты ВЧ/частотного смесителя
Частотные смесители ВЧ-микшеров бывают разных форматов, но все они имеют одинаковые основные соединения. Их три, и на многих модулях микшера частоты они обозначены так:
- RF: Это вход, используемый для сигнала, частота которого должна быть изменена. Обычно это входящий сигнал или его эквивалент, и обычно он находится на относительно низком уровне по сравнению с другим входом.
- LO: Это для сигнала гетеродина. Уровень входного сигнала для этого порта обычно намного выше, чем для ВЧ-входа.
- IF: Это выходной порт для микшера. Это порт, где появляется «смешанный» сигнал.
В конструкции или системе РЧ, где сигнал преобразуется в полосу частот, где сигналы имеют более низкую частоту, чем входящий сигнал, схемный блок можно назвать преобразователем с понижением частоты или процессом преобразования с понижением частоты. Обычно это происходит в приемнике (хотя в некоторых радиостанциях сигналы могут быть преобразованы вверх по частоте, прежде чем они снова будут преобразованы вниз).
Аналогичным образом, когда сигналы преобразуются по частоте, этот процесс можно назвать преобразованием с повышением частоты. Обычно это происходит в передатчике и некоторых других радиочастотных системах.
В зависимости от фактического ВЧ-микшера и приложения сигнал гетеродина обычно достаточно велик и может представлять собой непрерывную синусоидальную или прямоугольную волну. Этот сигнал гетеродина часто действует как ворота смесителя, переключая смеситель в соответствии с этим сигналом.
Смеситель ВЧ может считаться ВКЛЮЧЕННЫМ, когда он включается напряжением гетеродина, и ВЫКЛЮЧЕННЫМ, когда сигнал гетеродина выключает его. Затем это воздействует на входящий сигнал на порт RF, позволяя двум сигналам смешиваться и обеспечивать два требуемых выходных сигнала.
Типы ВЧ смесителей
ВЧ-смесителиили частотные смесители доступны во многих формах, и для их классификации используется несколько типов терминологии. Очевидно, что существуют смесители, основанные на различных формах полупроводников или других технологиях, но они также подразделяются на другие категории.
Один из способов описания радиочастотных микшеров — тип используемого в них устройства:
Пассивные смесители: Пассивные смесители обычно используют пассивные компоненты в виде диодов в качестве переключающего элемента в ВЧ цепи. В результате они не могут демонстрировать какой-либо выигрыш, но многие формы могут обеспечить превосходный уровень производительности.
Пассивные смесители в основном используют диоды Шоттки из-за их низкого напряжения включения, но они требуют использования симметрирующего / ВЧ-трансформатора, если они должны использоваться в симметричном или двойном симметричном смесителе.
Это может ограничить частотную характеристику.Активные микшеры: Поскольку название активного радиочастотного микшера содержит активные электронные компоненты, такие как биполярный транзистор, полевой транзистор или даже вакуумная трубка/термоэмиссионный клапан. Эти типы ВЧ-микшеров могут обеспечить усиление, а также доказать способность умножения или ВЧ-микшера.
Смесители также оцениваются по тому, сбалансированы они или нет. Для их балансировки требуются балуны — балансные трансформаторы для несбалансированных — но это обеспечивает улучшение производительности.
Несимметричный микшер: Несимметричный ВЧ-микшер — это смеситель, в котором микшер просто смешивает два сигнала вместе, а выходной сигнал состоит из суммы и разностных сигналов, а также значительных уровней исходного ВЧ-сигнала и уровня исходного ВЧ-сигнала. местный осциллятор. В некоторых случаях это может не быть проблемой, но в других действительно может помочь их удаление в процессе микширования частот.
Один балансный микшер: Один балансный микшер имеет один балун или схему балансировки. Обычно однобалансные смесители состоят из двух диодов и гибридного, который действует как балун. Хотя гибриды 90 ° и 180 ° могут использоваться для разработки однобалансных смесителей, большинство однобалансных смесителей включают гибрид 180 °.
Входные порты 180° гибрида взаимно изолированы, что позволяет изолировать порт гетеродина от ВЧ-порта, что предотвращает влияние сигнала гетеродина на входные ВЧ-цепи, снижая уровень продуктов интермодуляции.
Сбалансированная работа также может быть достигнута с помощью сбалансированных конфигураций транзисторов или полевых транзисторов.
Они обычно содержатся в интегральных схемах, где могут быть достигнуты высокие уровни производительности.
Смеситель с двойной балансировкой: В основных традиционных смесителях с двойной балансировкой обычно используются четыре диода Шоттки в конфигурации с четырьмя кольцами.
Балуны или гибриды размещаются как в ВЧ, так и в гетеродинных портах, а сигнал ПЧ снимается с ВЧ балуна.В рабочем режиме двойной балансный смеситель имеет высокий уровень изоляции ГН-ВЧ и ГН-ПЧ и обеспечивает приемлемый уровень изоляции ВЧ-ПЧ. Использование двойных балансных смесителей может снизить уровень продуктов интермодуляции до 75 % по сравнению с небалансным ВЧ смесителем с одним диодом.
Как и одинарный балансный смеситель, двойной балансный смеситель можно воспроизвести, используя балансные режимы работы в схемах на транзисторах или полевых транзисторах. Когда они содержатся в интегральных схемах, в этих схемах часто используется конфигурация с двойным сбалансированным смесителем, поскольку требуемые дополнительные схемы могут быть включены в OC с незначительным увеличением стоимости.
Тройной сбалансированный смеситель: Для дальнейшего улучшения характеристик смесителя можно использовать тройной сбалансированный смеситель.
Смеситель с тройной балансировкой эффективно состоит из двух смесителей с двойной балансировкой, поэтому его иногда называют смесителем с двойной балансировкой. В нем используется намного больше электронных компонентов, имеющих два диодных моста или четверки, всего восемь переходов. Разделитель мощности на ВЧ- и гетеродинных микроволновых балунах питает структуру смесителя, что позволяет соединить оба диодных четверки. Это позволяет сигналу ПЧ быть доступным на двух отдельных изолированных терминалах, которые обычно имеют очень большую полосу пропускания по сравнению с другими архитектурами микшеров.
Улучшенная изоляция, обеспечиваемая тройным сбалансированным микшером, обеспечивает гораздо более высокий уровень паразитного сигнала, подавление интермодуляционных искажений.
Повышение производительности должно быть компенсировано тем фактом, что им требуются более высокие уровни привода гетеродина, и, конечно же, повышенная сложность и количество электронных компонентов приводят к увеличению стоимости.
Символ цепи ВЧ смесителя
Ключевой символ цепи ВЧ-микшера показывает два сигнала, поступающих на блок схемы, состоящий из круга с крестом или «X» внутри него. Это широко используется в принципиальных схемах для многих конструкций радиочастотных цепей. Обычно он используется, когда используется модуль радиочастотного микшера.
Этот символ схемы указывает на функцию умножения микшера.
Символ схемы ВЧ микшера, показывающий схему преобразования частоты, которая является целью хороших микшеровВ некоторых случаях различные порты микшера будут соответствующим образом помечены: RF, LO, IF.
Схемы радиочастотного смесителя
ВЧ-смесители или частотные смесители могут быть реализованы с использованием различных конструкций ВЧ-схем. Также разные схемы имеют разный уровень сложности и используют разное количество и типы электронных компонентов. Соответственно, стоимость, технические характеристики, эксплуатация и другие аспекты означают, что при разработке любой ВЧ-схемы различные типы смесителей частоты могут быть более применимы к одной ситуации, чем к другой.
Существует огромное количество различных типов цепей, включая:
Смеситель с одним диодом: Эта форма ВЧ смесителя или смесителя частоты является самой простой доступной формой, в которой используется очень мало электронных компонентов. Соответственно уровень его производительности намного меньше, чем у некоторых более сложных конструкций с использованием дополнительных и зачастую более дорогих электронных компонентов.
Базовый транзисторный ВЧ смеситель:
Подробнее о . . . . Биполярный транзисторный ВЧ смеситель.
Базовый смеситель на полевых транзисторах:
Полевые транзисторы идеально подходят для микширования. Имея хорошую коммутационную способность и возможность использовать два затвора, если используется полевой МОП-транзистор с двумя затворами, эти устройства обеспечивают превосходную производительность.Существует множество различных схем смесителей на полевых транзисторах, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки.
Подробнее о . . . . ВЧ смеситель на полевых транзисторах.
Смеситель с одним балансным диодом: Смеситель с одним балансным диодом обеспечивает изоляцию гетеродина от одного из других портов. Это просто и хорошо работает, хотя из-за ограниченной изоляции между портами это приведет к более высоким уровням интермодуляционных искажений.
Смеситель с двойным балансным диодом: Смеситель с двойным балансным диодом обеспечивает повышенную изоляцию, изолируя порты LO-RF и LO-IF. Требуются два балуна и четыре диода. Используемые диоды обычно представляют собой диоды Шоттки из-за их низкого напряжения включения. Ввиду повышенных возможностей изоляции уровни интермодуляционных искажений ниже, чем у одиночного балансного смесителя.
Подробнее о . . . . Смеситель RF с двойным балансным диодом.
Смеситель ячеек Гилберта: Смеситель ячеек Гилберта часто используется в интегральных схемах, которые используются для радиоприемников и других радиочастотных приложений. Учитывая количество необходимых электронных компонентов, они не так часто строятся из дискретных электронных компонентов. Смеситель Gilbert cel работает особенно хорошо, предлагая двойную балансную работу с использованием дифференциальных входов и т. д. транзисторов с длинной хвостовой парой или схем на полевых транзисторах.
Подробнее о . . . . Смеситель клеток Гилберта.
ВЧ смесители
ВЧ смесители или частотные смесители используются во всех областях проектирования и разработки ВЧ. Они используются в цепях от радиоприемников и передатчиков до радиолокационных систем и фактически везде, где используются радиочастотные сигналы.
Эти смесители можно использовать по-разному:
- Преобразование частоты: Наиболее очевидным применением ВЧ смесителей является преобразование частоты. Этот метод используется во многих областях и, в частности, в приемниках и передатчиках для перемещения частоты сигнала из одного диапазона в другой. Используя тот факт, что две входные частоты генерируют суммарную и разностную частоты, можно изменить входной сигнал на другую частоту, взяв либо суммарный, либо разностный сигнал. Одно из первых крупных применений этого было в супергетеродинном радиоприемнике.
- Сравнение фаз: С помощью микшера можно определить разность фаз между двумя сигналами. Это приложение ВЧ-микшера можно использовать во многих областях, одна из которых связана с контурами фазовой автоподстройки частоты.
ВЧ-смесители или смесители частоты, как их часто называют, являются одним из основных строительных блоков для разработки ВЧ-схем. Преобразование частоты является важной возможностью, используемой во множестве различных приложений, и является ключевым элементом технологии оборудования радиосвязи: как для передатчиков, так и для приемников. В дополнение к этому, смесители могут использоваться в качестве фазовых детекторов для многих приложений, включая многие конструкции с синхронизацией по фазе и ВЧ-синтезаторы.
Соответственно, понимание работы радиочастотного микшера, различных типов и их использования необходимо для всех, кто занимается проектированием радиочастот, разработкой систем или эксплуатацией любого радиочастотного или радиокоммуникационного оборудования.
Другие основные темы радио:
Радиосигналы
Типы и методы модуляции
Амплитудная модуляция
Модуляция частоты
OFDM
ВЧ микширование
Петли фазовой автоподстройки частоты
Синтезаторы частоты
Пассивная интермодуляция
ВЧ аттенюаторы
ВЧ-фильтры
РЧ циркулятор
Типы радиоприемников
Суперхет радио
Избирательность приемника
Чувствительность приемника
Приемник с сильным сигналом
Динамический диапазон приемника
Вернуться в меню тем радио. . .
Схемы частотного смесителя: приложения и типы топологии | Блог Advanced PCB Design
Каждый раз, когда я слышу слово «микшер», я вспоминаю, как очаровал толпу (небольшую) своими навыками ди-джея. Одним из первых частотно-ориентированных устройств, привлекших мое внимание, был эквалайзер. Однако в то время все сводилось к зрительной координации в погоне за идеальной настройкой эквалайзера. Даже тогда использование таких устройств, как микшеры, 808-е, усилители и вертушки, объединение частот для создания нового и, надеюсь, лучшего звука было захватывающим.
Настолько, что это побудило меня тоже присоединиться к школьному марширующему оркестру. Со временем я обнаружил, что моя любовь к звуку и контролю частоты непоколебима, что привело меня к тому, что я стал аудиофилом. В целом, даже на самых ранних этапах человеческого развития наш вид был очарован различными частотами и тем, как сочетание правильных частот в правильной последовательности может создавать музыкальные произведения, такие как моя любимая Пятая симфония Бетховена.
В области электроники есть, конечно, усилители, стереомикшеры и вертушки, но есть и другие устройства, обеспечивающие более целенаправленное и точное микширование частот. Эти устройства называются частотными смесителями, и они используются в том, что мы называем схемами частотных смесителей. Кроме того, устройства такого рода используются в различных приложениях, и в следующих нескольких абзацах я буду обсуждать способы их применения и функциональные возможности.
Что такое смеситель частот?
В области электроники частотный смеситель представляет собой нелинейную электрическую схему, которая может создавать новые частоты из двух приложенных сигналов. Кроме того, частотный смеситель в чистом виде берет два приложенных сигнала и создает новые сигналы, равные разнице и сумме исходных частот. Кроме того, в стандартном смесителе частот можно генерировать другие частотные составляющие.
Как правило, смесители в целом используются для смещения сигналов из одного частотного диапазона в другой, и этот процесс называется гетеродинированием. Общая потребность в гетеродинировании заключается в уменьшении неудобств при передаче или в дополнительной обработке сигнала. Например, жизненно важным компонентом супергетеродинного приемника является микшер, и его использование сосредоточено на переводе принимаемых сигналов на стандартную промежуточную частоту (ПЧ). Кроме того, частотные смесители также используются для модуляции несущего сигнала в радиопередатчиках.
Супергетеродинный приемник, или супергетеродинный приемник, представляет собой тип радиоприемника, в котором используется микширование частот для преобразования подаваемого сигнала в фиксированную ПЧ, что делает сигнал более удобным для обработки, чем первоначально подаваемая частота.
Какие существуют типы частотных смесителей?
Подводя итог, можно сказать, что важнейшей характеристикой частотного смесителя является создание на его выходе компонента, который является результатом двух приложенных сигналов. Кроме того, электронное устройство, обладающее нелинейной характеристикой, может работать как смеситель. Кроме того, в пассивных смесителях используется один или даже несколько диодов и используется их нелинейная зависимость между напряжением и током для обеспечения функции умножения. Кроме того, с пассивным смесителем предпочтительный выходной сигнал всегда имеет меньшую мощность, чем входные сигналы.
Однако в активных микшерах используется усилительное устройство, например транзистор, для увеличения общей силы сигнала продукта. В случае активных микшеров они улучшают изоляцию между портами, но компромиссы включают более высокий уровень шума и меньшую эффективность с точки зрения энергопотребления. Кроме того, активный смеситель менее устойчив к перегрузкам.
Наконец, микшеры можно собирать из отдельных компонентов, они могут быть частью интегральных схем или гибридными модулями.
Различные топологии частотных смесителей?
Ниже приведены три типа топологий смесителя частоты.
Небалансный микшер : Этот тип топологии создает стандартный сигнал продукта, но он также позволяет обоим приложенным сигналам проходить и появляться как компоненты его выхода.
Один балансный смеситель : Этот тип топологии состоит из устройства, в котором один из его входов подается на дифференциальную или балансную схему, так что на выходе подавляется либо вход гетеродина (гетеродин), либо вход ВЧ сигнала, но не оба одновременно. .
Двойной сбалансированный смеситель : Здесь, с этой топологией, оба его входа подаются на сбалансированные дифференциальные схемы, чтобы гарантировать, что ни один из подаваемых сигналов, а только сигнал продукта не появится на его выходе.
Смеситель с двойной балансировкой, как правило, более сложен и требует более высокого уровня возбуждения, чем несбалансированная и одинарная балансная конструкции. Кроме того, ваш выбор типа топологии микшера всегда включает в себя компромисс для конкретного или данного приложения.
Работа со схемами микшера может потребовать утомительной балансировки целостности сигнала.
Применение и функциональность схемы частотного смесителя
Все характеристики схемы частотного смесителя включают такие свойства, как усиление преобразования, потери преобразования и коэффициент шума.
Кроме того, нелинейные электронные компоненты, которые используются в качестве смесителей, включают транзисторы со смещением, близким к порогу их отсечки, диоды, транзисторы с более низкими частотами и аналоговые умножители. Даже катушки индуктивности с ферромагнитным сердечником, приводимые в состояние насыщения, также используются в качестве схем частотного смесителя. С точки зрения нелинейной оптики существуют кристаллы с нелинейными характеристиками, используемые для смешивания двух частот лазерного излучения для создания так называемых оптических гетеродинов.
Теперь давайте более подробно рассмотрим диод, один из ранее упомянутых компонентов, используемых в качестве смесителя частоты. Диод можно использовать для создания небалансного смесителя, хоть и простого. Этот тип частотного смесителя может генерировать исходную частоту, а также их разность и их сумму. Что делает диод уникальным, подходящим для этой задачи, так это его неомическое поведение, что означает, что он не подчиняется закону Ома, т. Е. Его сопротивление не является постоянным. Кроме того, правильно подобранный диод не воспроизводит частоту своего управляющего напряжения в токе, протекающем через него, что дает ему предпочтительное управление частотой.
Какие еще существуют функции смесителя частоты?
Я уже упоминал о различных компонентах и типах топологии частотных смесителей, но есть еще один функциональный способ добиться того же результата, а именно путем переключения. Смеситель частоты, работающий посредством переключения, использует меньший входной сигнал и пропускает его либо в инвертированном, либо в неинвертированном виде в зависимости от фазы гетеродина. Более того, с точки зрения эксплуатации это эквивалентно двухбалансному микшеру, поскольку мощность сигнала гетеродина значительно выше, чем амплитуда сигнала.
Кроме того, целью переключающего микшера является получение линейной работы по уровню сигнала с использованием жесткого переключения, и он управляется гетеродином. С математической точки зрения переключающий смеситель очень похож на умножающий смеситель. Однако вместо использования синусоиды локального осциллятора используется сигнум-функция. Кроме того, в частотной области работа переключающего смесителя приводит к обычным суммам и разностным частотам, а также к дополнительным условиям.
Общее преимущество переключающего микшера заключается в том, что он может обеспечить более значительное усиление преобразования и более низкий коэффициент шума (NF) с большей эффективностью. Кроме того, эта функциональность обусловлена способностью переключающего транзистора или диода работать как небольшой резистор (когда переключатель замкнут) или как большой резистор (когда переключатель разомкнут) и при минимальном шуме в любом случае. Что касается оценки схемы, можно использовать многие умножающие смесители в области электроники, которые мы видим сегодня, как переключающие смесители, просто увеличивая амплитуду гетеродина.
Управление схемами частотных смесителей может быть увлекательной и творческой задачей для проектировщиков и инженеров-сигнализаторов.
Схемы частотного смесителя обеспечивают улучшенную функциональность с точки зрения передачи сигналов. Кроме того, вы можете использовать схемы частотных смесителей не только для смещения частоты подаваемого сигнала, например, в приемнике, но также и в качестве модулятора произведения, детектора, умножителя частоты и фазового детектора. Как видите, схема частотного смесителя в целом имеет широкий спектр применений с точки зрения манипулирования частотой.
Удовлетворите все свои потребности в сигналах с помощью набора инструментов Cadence для проектирования и анализа. В частности, при работе со схемами частотных смесителей Allegro работает с вами над компоновкой, может дополнить ваш анализ и процесс моделирования, а также обеспечивает совместную работу над проектом в режиме реального времени.
Если вы хотите узнать больше о том, какое решение у Cadence есть для вас, обратитесь к нам и нашей команде экспертов.
Решения Cadence PCB — это комплексный инструмент для проектирования от начала до конца, позволяющий быстро и эффективно создавать продукты. Cadence позволяет пользователям точно сократить циклы проектирования и передать их в производство с помощью современного отраслевого стандарта IPC-2581.
Подпишитесь на LinkedIn Посетить сайт Больше контента от Cadence PCB Solutions
Загрузка, подождите
Ошибка — что-то пошло не так!
Хотите последние новости о печатных платах?
Подпишитесь на нашу ежемесячную рассылку новостей
Спасибо!
Краткое руководство по топологиям микшера
РЧ/СВЧ-микшеры находятся в центре каждой системы РЧ-приемопередатчика и являются важным элементом преобразования низкочастотного сигнала в РЧ на стороне передачи и наоборот на стороне приема. Все микшеры имеют три порта: один для промежуточной частоты или основной полосы частот (IF), один для гетеродина или несущей (LO) и еще один для радиочастотного сигнала (RF). В тракте передачи входы ПЧ и гетеродина объединяются в выход ВЧ; на приемной стороне РЧ и гетеродин объединяются и преобразуются с понижением частоты в выходной сигнал ПЧ. В обоих случаях два входных сигнала «смешиваются» для создания на выходе двух новых сигналов — суммарной частоты (LO + RF) и разностной частоты (LO — RF). Один из этих продуктов смешения подавляется в зависимости от того, требуется ли преобразование с повышением или понижением частоты. Базовая блок-схема ВЧ смесителя показана на рисунке 1.9.0009
Рис. 1: Упрощенная схема ВЧ-микшера
Реальные микшеры бывают разных видов. Mini-Circuits предлагает сотни уникальных моделей микшеров, представляющих шесть различных топологий схем. Хорошей новостью является то, что это разнообразие дает разработчикам варианты практически для любого приложения. Проблема, хотя и серьезная, заключается в том, что понимание различий между конструкциями смесителей может усложнить процесс выбора компонентов.
В этой статье представлен широкий обзор различных топологий микшеров, включая балансные и несбалансированные архитектуры. Следует отметить, что теоретически для создания смесителя можно использовать любое нелинейное устройство, но наиболее распространены диоды Шоттки и полевые транзисторы (ПТ). Компания Mini-Circuits разрабатывает смесители как на диодах, так и на полевых транзисторах, но топологии здесь для простоты будут представлены с использованием диодных смесителей. Однако те же принципы могут быть применены и к другим технологиям.
Несимметричный (одиночный диод) смеситель
Смеситель с одним диодом или несбалансированный представляет собой самую простую и старую топологию смесителя. Смеситель с одним диодом, по сути, представляет собой двухпортовое устройство, в котором ВЧ и гетеродин объединены и подаются на диод, а ПЧ подается на другую сторону диода. Схема и характеристика во временной области этой топологии показаны на рисунке 2.
Рисунок 2: Схема несбалансированного смесителя с одним диодом и характеристика во временной области.
Одним из ограничений несбалансированного микшера является то, что в дополнение к желаемой частоте ПЧ (сумма или разность) спектр выходных частот также включает содержание сигналов ВЧ и гетеродина, и поэтому требуется узкополосный фильтр ПЧ для подавления частот ВЧ и гетеродина. составляющие выходного сигнала. Выходной резервуар RLC на рисунке 2 настроен на соответствие частоте ПЧ. Это означает, что микшер с одним устройством имеет довольно узкую полосу пропускания по ПЧ, поскольку у него нет изоляции портов. Смесители с одним диодом используются в экономичных входных каскадах приемника, а полосовые фильтры могут использоваться на входе и выходе для разделения сигналов гетеродина, ВЧ и ПЧ. Однако они могут быть проблематичными, если частоты ВЧ и гетеродина перекрываются, и требования к фильтрации становятся слишком сложными.
Advantages
- Very useful in at millimeter wave band
- Economical
- Lowest LO requirement
Disadvantages
- No isolation
- Filtering results in narrow operation band
- Без подавления шума гетеродинной амплитудной модуляции или интермодуляционных продуктов
Одиночные балансные смесители
Одиночные балансные смесители могут удалять гетеродинные или высокочастотные составляющие с выхода ПЧ без использования фильтров за счет использования двух диодов и гибридного ответвителя 180° в качестве балун. Ранние широкополосные приемники использовали 9Гибридный сумматор 0 °, который по-прежнему разделял ВЧ и гетеродин, но изоляция зависела от того, насколько хорошо согласованы импедансы диодов. Гибридный соединитель 180° решил эту проблему. [Источник 09-21] Этот метод изолирует порты RF и LO и уменьшает нежелательные продукты интермодуляции. Сигналы RF и LO подаются на суммарный и дельта-порты гибрида, каждый из двух выходов которого питает один диод, один из которых направлен в сторону гибрида, а другой — в сторону. Внешние концы обоих диодов соединены вместе как выход ПЧ. В зависимости от конфигурации с ПЧ будет появляться только гетеродин или ВЧ (входной сигнал, подаваемый на порт 180° гибрида, будет балансным и не появится на выходе ПЧ). Блок-схема одиночного балансного смесителя показана на рис. 3.9.0009
Рис. 3: Простая блок-схема смесителя с одним сбалансированным диодом.
Пример схемы односимметричного микшера показан ниже на рис. 4 с гибридным 180° на входных портах ВЧ и гетеродина и фильтром нижних частот (ФНЧ) на выходном порте ПЧ (L1, C2 и C3). сеть). LO сбалансирован и управляет включением/выключением диодов Шоттки. Радиочастотный сигнал подавляется на выходе ПЧ конденсатором на землю (C1), а также специальным фильтром нижних частот (ФНЧ). При более высоких мощностях гетеродина диоды могут самосмещаться, вызывая неприемлемые потери преобразования и изоляцию. Чтобы избежать этого, ВЧ-дроссели (RFC) шунтированы на землю между ответвителем и диодами.
Рисунок 4: Детальная схема смесителя с одним сбалансированным диодом.
Из сбалансированных смесителей односимметричные смесители требуют наименьшей мощности гетеродина. ВЧ-подавление LO или на выходе ПЧ обычно составляет от 20 до 30 дБ.
Преимущества и недостатки топологии с одним балансным микшером
Преимущества
- Требуется наименьший гетеродин из балансных типов
- Подавляет AM-шум от гетеродина
(небалансный не требуется)
Недостатки
- Только изоляция ВЧ или гетеродина без фильтрации
- Фильтрация приводит к работе в узкой рабочей полосе
- Требуется больше гетеродина, чем при несбалансированном
- Менее линейные потери, чем при двойном балансном1
- 8
Двойные балансные смесители
Топология двойного балансного смесителя состоит из четырех диодов в конфигурации «кольцо» или «звезда» и двух балунов (по одному для ВЧ и гетеродина) и обеспечивает подавление как гетеродинного, так и ВЧ содержимого на выходе ПЧ.
Это означает, что все порты изначально изолированы друг от друга без необходимости фильтрации. Это связано с комбинированными свойствами схемы кольцевого диода и широкополосных балунов.По сравнению с односимметричными смесителями, двухсимметричные диодные смесители имеют большую линейность и меньше побочных излучений. Они также, как правило, имеют лучшую эффективность преобразования и могут достигать более широкой полосы пропускания, поскольку на порте ПЧ не требуется фильтрация. Однако эта архитектура микшера требует более высокого уровня возбуждения гетеродина, а порты очень чувствительны к реактивным завершениям.
Идеальное применение для микшера с двойной балансировкой — недорогое приложение, где доступна умеренная мощность гетеродина, а частоты ВЧ и ПЧ не перекрываются.
Рисунок 6: Упрощенная блок-схема диодного смесителя с двойной балансировкой.
Пример схемы смесителя с двойной балансировкой для блок-схемы на Рисунке 6 показан на Рисунке 7.
Сигнал ПЧ отводится как от гетеродинного, так и от ВЧ-симметрирующего устройства. Использование отдельных балунов для портов ВЧ и гетеродина обеспечивает изоляцию между портами ВЧ и гетеродина, снижая уровень продуктов интермодуляции по сравнению с небалансным микшером.Рисунок 7: Детальная схема диодного смесителя с двойной балансировкой.
Преимущества и недостатки смесителя с двойным балансным диодом
Преимущества
- Внутренняя изоляция как ВЧ, так и гетеродина
- Более линейная, чем у однобалансного
- Меньше паразитных помех, чем у однобалансного широкополосного устройства
- 1 9
Недостатки
- Требуется больше гетеродина, чем при однобалансном
- Порты, чувствительные к реактивным нагрузкам более высокий уровень мощности гетеродина для работы. Смеситель с тройной балансировкой использует восемь диодов и несколько балунов, и его иногда называют «двойной балансировкой с двойной балансировкой», поскольку он состоит из двух смесителей с двойной балансировкой в двухтактной конфигурации.
Блок-схема тройного балансного смесителя показана на Рисунке 8, а более подробная схема показана на Рисунке 9. Требуется два гибридных смесителя для портов ВЧ и гетеродина, а также один гибридный ответвитель для порта ПЧ.
Рис. 8: Блок-схема смесителя с тройным балансным диодом.
Рисунок 9: Детальная схема смесителя с тройным балансным диодом .
Эта архитектура обеспечивает лучшую изоляцию и подавление паразитных и интермодуляционных составляющих, чем топология с двойным сбалансированным смесителем. Тройные балансные смесители также имеют широкую полосу пропускания по ПЧ. Смесители с тройной балансировкой идеально подходят для приложений, где необходимо преобразовать широкополосные сигналы из одного частотного диапазона в другой с минимальными интермодуляционными продуктами.
Преимущества и недостатки тройной сбалансированной топологии миксера
Преимущества
- Лучшая линейность, чем двойная сбалансированная
- Идеально подходит для широких полос
- Идеальные для RF/if Situation double-balanced
Резюме Сравнение топологий несбалансированного и балансного смесителей
В таблице ниже представлено общее сравнение всех топологий сбалансированных смесителей, представленных до сих пор.
«I» в IQ означает «синфазный», а «Q» — «квадратурный». Смесители IQ позволяют обрабатывать две боковые полосы частот отдельно, используя квадратурную модуляцию, где фаза становится переменной при передаче данных. Квадратурная модуляция в конечном итоге удваивает информационное содержание при передаче с двумя боковыми полосами, поскольку каждая боковая полоса может содержать разную информацию. Блок-схема IQ-микшера показана на рисунке 10.
Рисунок 10: Блок-схема IQ-микшера.
Смеситель IQ состоит из двух смесителей, в каждом из которых фаза гетеродина сдвинута на 90° относительно другого с помощью гибридного ответвителя. Один микшер обрабатывает синфазную составляющую гетеродина, а другой обрабатывает квадратурную составляющую. Выходные сигналы I и Q представляют собой модулирующие сигналы, объединенные в РЧ-сигнал для передачи. В приемнике процесс идет в обратном порядке, при этом радиочастотный сигнал снова разделяется на 1 и Q модулирующие каналы.
Любая из обсуждаемых здесь несбалансированных или сбалансированных топологий микшера может быть использована для создания конфигурации микшера IQ.Mini-Circuits использует терминологию модуляторы/демодуляторы для классификации микшеров IQ, которые можно найти в разделе «Модуляторы/демодуляторы» на веб-сайте.
Рис. 11: Блок-схема смесителя отклонения изображения/однополосного микшера.
Микшер IR/SSB представляет собой микшер IQ с дополнительным гибридным ответвителем, который питается от портов I и Q. Целью этого дополнительного соединителя является аннулирование одного из портов боковой полосы при прекращенной нагрузке. Оставшийся соединительный порт используется как выход (ИК/прием) или вход (SSB/передача) микшера. Любая из рассмотренных выше несбалансированных или сбалансированных топологий микшера может быть использована для создания конфигурации микшера IR/SSB.
Mini-Circuits предлагает один из самых широких в отрасли ассортиментов ВЧ- и СВЧ-микшеров, включающих все топологии, обсуждаемые в этой статье.
Теперь вы должны быть лучше подготовлены, чтобы ориентироваться в нашем каталоге и найти подходящую модель, соответствующую вашим требованиям.Нравится:
Нравится Загрузка…
6.2: Mixer — Engineering LibreTexts
- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
- Идентификатор страницы
- 46140
- Какова выходная мощность (предполагаемого) сигнала на ПЧ?
- Какое отношение сигнал/помеха на ПЧ (без учета шума)?
- \(L_{c} = 3\text{дБ} = 2\) и из уравнения \(\eqref{eq:5}\) выходная мощность на ПЧ предполагаемого сигнала составляет
\[\ label{eq:9}P_{\text{out}}=P_{\text{in}}(\text{RF})/L_{c}=100\text{nW}/2=50\ текст{нВт}=-43\текст{дБм}\] - Помехи на ПЧ исходят от сигнала изображения, преобразованного с понижением частоты. \(\text{IRR} = 20\text{дБ} = 100\). Если прилагаемые мощности предполагаемого сигнала и сигнала изображения одинаковы, из уравнения \(\eqref{eq:7}\),
\[\label{eq:10}\text{IRR}=\frac{P_ {\ text {out}}} {P _ {\ text {out, image}}} \ quad \ text {т. е.} \ quad P _ {\ text {out, image}} = \ frac {P _ {\ text {out} }}{\text{IRR}} \]
Необходимо изменить, чтобы учесть разницу в применяемых уровнях мощности и
\[P_{\text{out, image}}=\frac{P_{\text{out }}}{\text{IRR}}\frac{P_{\text{in}}(\text{RF, image})}{P_{\text{in}}(\text{RF})}=\ frac{(50\text{nW})\cdot (1\:\mu\text{W})}{100\cdot (100\text{nW})}=\frac{(50\text{nW}) \cdot (1000\text{nW})}{100\cdot (100\text{nW})}=5\text{nW}\nonumber \]
Отношение сигнал/помеха равно
\[\label{eq:11}\text{SIR}=\frac{P_{\text{out}}}{P_{\text{out, image}}}= \frac{50\text{нВт}}{5\text{нВт}}=10=10\text{дБ} \] - Наверх
- Была ли эта статья полезной?
- Тип изделия
- Раздел или страница
- Теги
- Смеситель BJT – Давайте посмотрим на принципиальную схему смесителя BJT:-
- Смеситель на полевых транзисторах- Активным устройством в случае смесителя на полевых транзисторах является N-канальный JFET. На рисунке ниже показана принципиальная схема смесителя JFET –
Как мы видим, низкочастотный входной сигнал Vi подается на клемму затвора, а сигнал генератора подается на исток. Ток стока I D связан с напряжением затвор-исток V ГС . Это напряжение затвор-исток зависит от разницы между входным напряжением и напряжением генератора: I DSS = максимальный ток стока
В GS = напряжение затвор-исток
В P = напряжение отсечки 901 - Смесители на полевых транзисторах менее шумные по сравнению с биполярными транзисторами.
- В случае высокочастотных приложений используются смесители JFET. Поскольку JFET является быстрым устройством .
- Сбалансированный смеситель – Рассмотрим рисунок сбалансированного смесителя с использованием диодов, показанный ниже. Здесь сигнал V OSC от генератора подается на аноды обоих диодов. Это делается через две половины вторичных обмоток трансформатора Т 1 . Полярность напряжения входного сигнала определяет полярность напряжения, индуцируемого во вторичной обмотке T 1 .
- Диодное кольцо Смеситель- На рисунке ниже показана принципиальная схема диодного кольцевого смесителя-
Как мы уже обсуждали ранее, напряжение сигнала генератора намного выше, чем напряжение входного сигнала.
Преобразование частоты, микширование или гетеродинирование — это процесс преобразования информации на одной частоте (представленной в виде модулированной несущей) на другую частоту. Вторая частота либо выше, в случае частоты с повышением частоты , где она легче передается, либо ниже, при микшировании называется частотой преобразует с понижением частоты, где его легче захватить.
Типы микшеров показаны на рисунке \(\PageIndex{1}\). Захват преобразованного с понижением частоты сигнала почти всегда осуществляется АЦП. Преобразование частоты может происходить с любым нелинейным элементом.Рассмотрим поток информационных сигналов в преобразователе с понижением частоты на рисунке \(\PageIndex{1}\)(a). (Аналогичное обсуждение относится к преобразователю с повышением частоты на рисунке \(\PageIndex{1}\)(b).) Слева представлен модулированный РЧ-сигнал с центром в точке \(f_{\text{RF}}\). к микшеру, который накачивается большим сигналом гетеродина в точке \(f_{\text{LO}}\). Предполагаемая функция микшера состоит в том, чтобы преобразовывать информацию о модулированном RF в более низкую промежуточную частоту (IF) с центром в \ (f _ {\ text {IF}} = | f _ {\ text {RF}} — f _ {\ text {LO}}|\). Спектр микшера, показанный справа на рисунке \(\PageIndex{1}\)(a), имеет другой тон, \(f_{\text{IM}}\), называемый тоном изображения. Изображение в точке \(f_{\text{IM}}\) является источником помех, поскольку оно также преобразуется с понижением частоты в ПЧ, поскольку \(f_{\text{IF}} = |f_{\text{IM}} − f_{\text{LO}}|\).
Шум на изображении также преобразуется с понижением частоты в ПЧ. Для повышающего преобразователя будет передаваться мощный шум, исходящий от усилителя мощности на изображении. Поэтому дизайн микшера должен учитывать, как обрабатываются изображение и шум, а также эффективность процесса преобразования.На рисунке \(\PageIndex{2}\)(a) нелинейное устройство управляется двумя сигналами в точках \(\omega_{M}\) и \(\omega_{C}\). Более крупный сигнал, LO, также называется насосом , а другой сигнал называется RF. Спектр сигналов, присутствующих в цепи, показан на рисунке \(\PageIndex{2}\)(c). В этом микшере цель состоит в том, чтобы создать сигнал на разностной частоте (или ПЧ) с той же модуляцией и, следовательно, с той же информацией, что и исходный радиочастотный сигнал. Транзисторный смеситель, показанный на рисунке \(\PageIndex{3}\), использует фильтрацию для разделения компонентов RF, LO и IF.
Рисунок \(\PageIndex{1}\): Преобразование частоты с помощью микшера.
Рисунок \(\PageIndex{2}\): Диодный смеситель: (а) схема; (б) вольт-амперная характеристика диода; (в) спектр на нелинейном устройстве; и (d) условное обозначение смесителя.
Рисунок \(\PageIndex{3}\): Несимметричный смеситель на полевых транзисторах с полосовыми фильтрами гетеродина, ВЧ и ПЧ.
6.2.1 Анализ смесителя
Смеситель может быть спроектирован на основе любого нелинейного устройства [1]. Используя операционный усилитель, можно разработать идеальный умножитель, который будет перемножать два сигнала, каждый из которых описан как косинусоида. Если косинусоид гетеродина равен \(\cos(\omega_{1}t)\), а входной косинусоид RF равен \(\cos(\omega_{2}t)\), умножение двух сигналов даст выход (используя тригонометрическое тождество \(\cos(A) \cos(B) = \frac{1}{2} [\cos(A − B) + \cos(A + B)])\):
\[\begin{align}y(t)&=[\cos(\omega_{1}t)]\cdot [\cos(\omega_{2}t)]\nonumber \\ \label{eq: 1}&=\frac{1}{2}\left\{\cos[(\omega_{1}-\omega_{2})t]+\cos[(\omega_{1}+\omega_{2} )t]\right\}\end{align} \]
У этого есть два компонента: один на частоте в радианах \((\omega_{1} −\omega_{2})\) и другой на \(( \omega_{1} +\omega_{2})\).
Если гетеродинный и радиочастотный сигналы близки, то компонент на частоте \((\omega_{1} −\omega_{2})\) будет иметь частоту намного ниже, чем гетеродин или радиочастотный сигнал, а компонент на \ ((\omega_{1} +\omega_{2})\) будет почти в два раза выше входных частот. Соответствующая фильтрация выберет один из этих компонентов в зависимости от того, является ли приложение преобразованием с повышением или преобразованием с понижением частоты. На микроволновых частотах должны использоваться схемы, которые не реализуют идеальное умножение. В этом разделе рассматривается, что происходит, когда две компоненты применяются к произвольной нелинейности, описываемой полиномом низкого порядка. В результате в процессе микширования будет генерироваться большое количество тонов. Сбалансированные схемы могут значительно уменьшить многие из этих тонов, значительно уменьшив фильтрацию, необходимую для выбора конкретного выхода. 9{\ast} \]Итак, уровень выходного сигнала микшера, здесь \(Y_{(2\omega_{1}−\omega_{2})}\) при частоте в радианах \((2\omega_{ 1}−\omega_{2})\), напрямую связан с силой гетеродинного сигнала (с амплитудой \(|X_{1}|\)), силой нелинейности (захваченной \(a_{ n}\) коэффициентов), и уровень входного сигнала \(|X_{2}|\).
К сожалению, используемый здесь анализ степенных рядов низкого порядка недостаточен для моделирования практических смесителей, и необходимы компьютерные инструменты моделирования. Однако ручной анализ позволяет понять работу и разработать архитектуры, которые по своей сути обладают желаемыми характеристиками. 9{3}\), где \(x\) — двухтональный сигнал, показывающий только положительные частоты. В первом столбце приведены комплексные амплитуды (фазоры) частотных составляющих. (Порядок равен степени \(x\).)6.2.2 Рабочие параметры микшера
Основными характеристиками, определяющими рабочие характеристики микшера, являются усиление или потери при преобразовании и коэффициент шума [3, 4] . Микширование является результатом нелинейного процесса, который генерирует множество тонов, а не только те, которые представляют интерес. Следовательно, для описания работы микшера используются дополнительные параметры, полученные в результате генерации дополнительных тонов. Рабочие параметры миксера следующие:
Потери при преобразовании : Это отношение доступной мощности входного сигнала к мощности выходного сигнала после микширования.
Обычно выражается в децибелах. В диодном смесителе, показанном на рисунке \(\PageIndex{5}\), потери преобразования составляют\[\label{eq:5}L_{C}=\frac{P_{\text{in}}(\ text{RF})}{P_{\text{out}}(\text{IF})} \]
В децибелах потери при преобразовании составляют
\[\label{eq:6}L_{C}| _{\text{дБ}}=10\log_{10}\left[\frac{P_{\text{in}}(\text{RF})}{P_{\text{out}}(\text{ ЕСЛИ})}\вправо] \]
Коэффициент шума ( NF ): Коэффициент шума равен \(10\), умноженному на логарифм коэффициента шума \(F\). Коэффициент шума представляет собой отношение ОСШ на входе ВЧ к ОСШ на выходе ПЧ (с использованием входного шума, генерируемого резистором при стандартной температуре, \(290\text{ K}\)).
Тем не менее, есть квалификация для миксеров. Во-первых, два входа (на частоте РЧ и частоте изображения) могут создавать шум и мощность сигнала на ПЧ. Двухполосный (DSB) NF включает сигнал и шумовые вклады как от RF, так и от частот изображения.
Так обстоит дело с радиометрией и астрономией, когда сигнал находится на обеих боковых полосах. Однополосный (SSB) NF включает в себя входной сигнал только на RF, но включает шум, возникающий как на RF, так и на частотах изображения. Это ситуация для микшеров в связи, где сигнал находится только в одной боковой полосе.Смесители могут иметь значительный избыточный шум, так как шум, смещенный по частоте от гетеродина и его гармоник на величину частоты ПЧ, будет преобразовываться с понижением частоты в ПЧ для понижающего преобразователя или преобразовываться в ВЧ в повышающий преобразователь. Этот процесс иногда называют сворачиванием шума .
Таким образом, для микшеров используются два коэффициента шума: SSB NF и DSB NF. Что использовать, зависит от системы, в которую встроен микшер.
Отклонение изображения : Если смеситель имеет гетеродин \(1,1\text{ ГГц}\) и ВЧ \(1,5\text{ ГГц}\), то ПЧ будет на частоте \(400\text{ МГц}\) .
Эта ПЧ также может быть сгенерирована сигналом изображения на частоте \(700\text{МГц}\). Численно изображение является отражением РЧ в гетеродине. Подавление изображения относится к способности микшера подавлять сигнал изображения. Этого можно добиться, например, с помощью входного полосового ВЧ-фильтра.Если приложенное изображение и предполагаемая мощность сигнала одинаковы, а уровень выходного сигнала (на ПЧ), создаваемого предполагаемым РЧ-сигналом, равен \(P_{\text{out}}\), а уровень, создаваемый сигнал изображения равен \(P_{\text{out,image}}\), тогда 9Коэффициент отклонения изображения 0322 ( IRR ) равен
\[\label{eq:7}\text{IRR}=\frac{P_{\text{out}}}{P_{\text{out, image} }} \]
Обычно выражается в децибелах и
\[\label{eq:8}\text{IRR}|_{\text{дБ}}=10\log_{10}\left(\frac {P_{\text{out}}}{P_{\text{out, image}}}\right) \]
Пример \(\PageIndex{1}\): Расчеты микшера
Микшер имеет гетеродин \(10\текст{ГГц}\).
Смеситель используется для преобразования сигнала на частоте \(10,1\text{ГГц}\) в ПЧ на частоте \(100\text{МГц}\) и имеет потери преобразования, \(L_{c}\) из \ (3\text{дБ}\) и отклонение изображения \(20\текст{дБ}\). На смеситель подаются два сигнала, один с частотой \(10,1\text{ГГц}\) и мощностью \(100\text{нВт}\), а другой с частотой \(9.9\text{ ГГц}\) мощностью \(1\:\mu\text{Вт}\).Решение
6.2.3 Осциллограммы смесителя
В этом разделе представлены осциллограммы диодных смесителей. Диодные смесители, такие как балансный смеситель на рисунке \(\PageIndex{4}\), являются двусторонними. В приемопередатчике связи такой микшер может использоваться как для функций приема, так и для функций передачи, что значительно упрощает требования к фильтрации.
Однако большинство смесителей в сотовых телефонах основаны на транзисторах, но базовая архитектура соответствует смесителю с одним диодом или, чаще, смесителю с двойным балансным диодным кольцом.Первым рассматриваемым микшером является однотактный микшер, показанный на рис. \(\PageIndex{5}\)(a). Фильтры не включены, что раскрывает всю сложность спектров. Переходный сигнал на диоде (измеренный в контрольной точке) показан на рисунке \(\PageIndex{5}\)(b). Переходный процесс при включении обусловлен как рампой включения гетеродина и ВЧ-источников, так и внутренней емкостью диода. Спектры сигнала в контрольной точке показаны на рисунке \(\PageIndex{5}\)(c и d). Искомым сигналом здесь является ПЧ, которая находится на разностной частоте гетеродина и ВЧ (т. е. на частоте \(400\text{МГц}\)). Извлечение только IF из ответа, показанного на рисунке \(\PageIndex{5}\)(d), потребует серьезной фильтрации. Уровень тона ПЧ здесь равен \(11,5\text{мВ}_{\text{пик}}\). Если к контрольной точке подключен фильтр без потерь \(400\text{ МГц}\) и нагрузка по ПЧ (с другой стороны фильтра) равна \(50\:\Omega\), мощность ПЧ, подаваемая на нагрузка равна \(P_{\text{out}} = \frac{1}{2}(11,5\text{мВ})^{2}/(50\:\Omega) = 1,322\:\mu\text{ В}\).
{2}/(50\:\Omega) = 100\:\mu \текст{W}\). Таким образом, конверсионные потери равны 9.0009\[\label{eq:12}L_{C}=\frac{100\:\mu\text{W}}{1,332\:\mu\text{W}}=75,08=18,8\text{ дБ } \]
Теперь рассмотрим диодный кольцевой смеситель, показанный на рисунке \(\PageIndex{6}\). Формы сигналов и спектры в контрольных точках гетеродина, промежуточной частоты и радиочастоты показаны на рисунке \(\PageIndex{7}\). Обратите внимание, насколько относительно чистыми являются спектры в каждой из контрольных точек. Уменьшение помех является результатом сбалансированной схемы. Схема на рисунке \(\PageIndex{6}\) известна как смеситель с двойной балансировкой, и та же концепция может использоваться с транзисторными смесителями.
Сосредоточившись только на спектрах в контрольной точке ПЧ (рис. \(\PageIndex{7}\)(e)), можно увидеть, что гетеродинный сигнал и его гармоники отсутствуют. Компоненты, отличные от \(400\text{ МГц}\) ПЧ, представляют собой другие произведения суммы и разности ВЧ и гетеродина.
{2}/(50\:\Omega) = 100\:\mu \текст{W}\). Таким образом, конверсионные потери равны 9.0009\[\label{eq:13}L_{C}=\frac{100\:\mu\text{W}}{7,126\:\mu\text{W}}=14,02=11,47\text{ дБ } \]
Потери при преобразовании намного ниже, чем при однотактном смесителе. Отчасти это связано с тем, что мощность не рассеивалась на большое количество паразитных тонов.
Рисунок \(\PageIndex{7}\): Осциллограммы и спектры кольцевого диодного смесителя с двойной балансировкой на рисунке \(\PageIndex{6}\).
6.2.4 Переключение смесителя
При анализе смесителя в разделе 6.2.1 смесительный элемент моделировался с использованием полинома. При большом гетеродине альтернативный взгляд на смеситель состоит в том, чтобы рассматривать его как переключающее устройство, в котором проводимость смесительного элемента периодически переключается гетеродином.
На рисунке \(\PageIndex{8}\)(a) показан простой диодный смеситель с переключением. Если уровень гетеродина велик, то смеситель можно смоделировать эквивалентной схемой, показанной на рисунке \(\PageIndex{8}\)(b) с периодически изменяющейся проводимостью, \(g_{\text{LO}}(t )\).
Это прямоугольная волна с той же частотой и периодом, что и приложенная синусоида гетеродина. Диод фактически выглядит как переключатель с проводимостью, чередующейся между максимальным значением \(g_{m}\) и нулем (см. рисунок \(\PageIndex{8}\)(c)). Первые несколько членов разложения в ряд Фурье \ (g _ {\ text {LO}} (t) \) равны\[\label{eq:14}g_{\text{LO}}(t)=g_{m}\left[\frac{1}{2}+\frac{1}{\pi}\cos (\omega_{\text{LO}}t)+\frac{2}{3\pi}\cos(3\omega_{\text{LO}}t)+\ldots\right] \]
Маленький ВЧ-сигнал взаимодействует с проводимостью переключения, так что выходной ток равен
\[\label{eq:15}i(t)=g_{\text{LO}}(t)[v_{\text{RF}}- i_{x}(t)R] \]
Если не учитывать \(R\), то ток ПЧ, где \(\omega_{\text{IF}} = \omega_{\text{RF}} −\omega_ {\text{LO}}\), в точке \(\mathsf{x}\) равно
\[\begin{align}i_{\text{IF}}(t)&=g_{\text{LO}}(t)v_{\text{RF}}(t)=\frac{g_{ m}}{\pi}\cos(\omega_{\text{LO}}t)v_{\text{RF}}\cos(\omega_{\text{RF}}t) \nonumber \\ \label{ eq: 16} &=\ frac {g_ {m} v _ {\ text {RF}}} {2 \ pi} \ {\ cos [(\ omega _ {\ text {LO}} — \ omega _ {\ text {RF}} }})t]+\cos[(\omega_{\text{LO}}+\omega_{\text{RF}})t]\}\end{align} \]
Обычно сигнал ПЧ при \( (\omega_{\text{LO}} −\omega_{\text{RF}})\) будет извлекаться через полосовой фильтр или фильтр нижних частот, который пропускает только компонент ПЧ, а напряжение ПЧ реализуется при прохождении тока.
через нагрузочный резистор.Одним из преимуществ переключающего микшера является то, что производительность относительно нечувствительна к уровню гетеродина. LO может быть синусоидой, и все же изменение проводимости будет близко к прямоугольной волне. Таким образом, конструкция смесителя специально предназначена для создания квадратичной вариации проводимости.
Переключающие смесители могут быть реализованы с помощью других схем. Одним из них является диодный кольцевой смеситель, показанный на рисунке \(\PageIndex{9}\). Здесь трансформаторы с отводом от средней точки производят дифференциальные гетеродинные и радиочастотные сигналы. Большой гетеродин преобразуется трансформатором с ответвлениями для создания большого дифференциального сигнала, который последовательно включает пары диодов. В течение положительной половины цикла LO
Рисунок \(\PageIndex{8}\): Смеситель с переключающим диодом; \(g_{\text{LO}}\) — проводимость.
Рисунок \(\PageIndex{9}\): Кольцевой диодный смеситель в качестве импульсного смесителя.
{\ circ} \) заменяет трансформатор для распределения ВЧ-сигналов с противоположной фазой на диодное кольцо. Теперь ПЧ берется из центрального ответвления гетеродинного трансформатора и проходит через фильтр нижних частот для удаления всех сигналов, кроме ПЧ. Это понижающий микшер. Если микшер представляет собой микшер с повышающим преобразованием, то фильтр нижних частот будет заменен полосовым фильтром.Реализации смесителя на основе транзисторов с использованием концепции кольцевого смесителя показаны на рисунке \(\PageIndex{11}\). Эти схемы используются в монолитных ИС с дифференциальными сигналами, доступными от предыдущих каскадов, и выход ПЧ также является дифференциальным. Транзисторы работают как переключатели, управляемые гетеродинным сигналом, а форма волны проводимости такая же, как и для диодного смесителя (т. е. как на рисунке \(\PageIndex{9}\)(e)). Еще одним переключающим смесителем является коммутирующий смеситель на транзисторе 9.0323, показанный на рисунке \(\PageIndex{12}\).
Традиционно самой большой проблемой при переключении микшеров была значительная требуемая мощность гетеродина и ограниченный динамический диапазон микшера в
Рис.
Рисунок \(\PageIndex{12}\): Смеситель на коммутирующих транзисторах.
преобразование ВЧ в ПЧ (для понижающего преобразователя) или ПЧ в ВЧ (для повышающего преобразователя). Эта ситуация меняется с \(32\text{ nm}\) и более низкими узлами обработки CMOS. Это привело к тому, что переключающие смесители CMOS стали важными элементами радиочастотных интегральных схем и имеют превосходный динамический диапазон.
6.2.5 Субгармонический микшер
Если нелинейный элемент микшера особенно силен или, возможно, уровень возбуждения очень высок, микширование произойдет, когда частота гетеродина микшера является субгармоникой эффективного гетеродина. частота. Рассмотрим переключающие смесители, обсуждавшиеся в разделе 6.2.4, и переключающую проводимость, рисунок \(\PageIndex{12}\)(c), коммутирующего смесителя на рисунке \(\PageIndex{12}\)(a).
С помощью этого смесителя РЧ-сигнал эффективно смешивается с гармоникой применяемого гетеродина. Здесь эти гармоники являются нечетными гармониками, поэтому коммутирующий смеситель, управляемый сигналом гетеродина на частоте \(5\text{ГГц}\), будет преобразовывать с понижением частоты, а ВЧ-сигнал на частоте \(15,1\text{МГц}\) будет преобразовываться с частотой ПЧ \(100\текст{МГц}\). Одно из преимуществ субгармонического микшера заключается в том, что нет большого сигнала \(15\text{ГГц}\), который может быть проблемой, поскольку он может просочиться в переднюю часть приемника и, возможно, непреднамеренно излучаться. Еще одним преимуществом является то, что при традиционном подходе микширования с понижающим преобразованием, когда гетеродин и радиочастота близки по частоте, гетеродин на частоте \(15\text{ГГц}\) в предыдущем примере должен быть сгенерирован из \(5 \text{ГГц}\) сигнал. Это потребовало бы значительной мощности. Таким образом, может быть более энергоэффективным использование субгармонического микшера, а не утроителя частоты и обычного микшера. Субгармонический смеситель может быть предпочтительным вариантом конструкции, особенно для преобразования сигналов миллиметрового диапазона с понижением частоты. На высоких частотах миллиметрового диапазона (например, \(> 200\text{ГГц}\)) смеситель часто представляет собой пассивный нелинейный элемент.6.2: Mixer распространяется по незаявленной лицензии и был создан, изменен и/или курирован LibreTexts.
Микроволны101 | Смесители
youtube.com/embed/q1Gw6bhCdhY»>
Смеситель Sears Roebuck 1954 года, который заливал фундамент дома, где прошло детство Неизвестного редактора в Нью-Джерси
Посетите нашу страницу с рекомендациями по книгам и закажите шедевр Стивена Мааса о смесителях!
Вот кликабельный указатель нашего материала для выращивания на смесителях:
Микшер S-параметров Excel (новинка января 2021 г.!)
Карманный миксер-гребенка (новинка ноября 2019 г.!)
История микшера — гетеродинирование
Коэффициент шума микшера
Цилиндрическая диаграмма смесителя
Беспорядок в миксере!
Сигналы микшера
Однобалансный смеситель
Двойной сбалансированный смеситель
Смесители субгармоник
Инструкция по поисковому калькулятору Spur
Балуны
Смесители для брака изображений
Микшер I/Q
Искать радиочастотные микшеры на EverythingRF.com
История микшера — гетеродинирование
Реджинальд Обри Фессенден предложил идею микширования сигналов в 1901 году, явление, которое он назвал «гетеродинированием».
Преимущества смесителя в радиоприемнике не могут быть получены без стабильного гетеродина, которым не обладал Фессенден. Во время и сразу после Великой войны майор Эдвин Армстронг разработал супергетеродинный приемник, который был бы невозможен без работы Фессендена. И Фессенден, и Армстронг внесены в Зал славы микроволн!Это из OAH в Нью-Джерси, по радио перед суперсетью…
Первоначальным определением гетеродина было простое выпрямление амплитудно-модулированного РЧ для восстановления огибающей модуляции. Определение супергетеродина включало сначала преобразование входящего AM-сигнала в усиление промежуточной частоты (ПЧ) (с помощью следящего гетеродина) перед простым выпрямлением для восстановления амплитудной модуляции сигнала ПЧ. Super-Het произвел революцию в индустрии радиочастотных приемников. В детстве Глаз помнил старые настроенные радиочастотные приемники, в которых было два или три каскада индивидуально настроенных усилителей (TRF). Когда вы получали свой новый приемник, к нему всегда прилагалась инструкция с инструкциями о том, как настроить отдельные диски тюнера для популярных передатчиков в стране.
.. вы могли периодически ловить удаленные станции на ночью из-за передачи через слои Кеннелли-Хэвисайд. Также в инструкции был чистый регистрационный лист, чтобы вы могли записать настройки набора TRF на случай, если вы случайно поймаете радиостанцию самостоятельно. Глаз до сих пор может видеть эти циферблаты… около 5 дюймов в диаметре, каждый с градациями от нуля до 100… черного цвета с белыми буквами. Что такое миксер?
Что такое миксер? Это устройство, которое выполняет задачу преобразования частоты путем умножения двух сигналов (как вы думаете, почему на схеме смеситель обозначен буквой «X»?) Смесители необходимы в большинстве микроволновых систем, потому что радиочастотный сигнал слишком высок, чтобы обработать полученную информацию (например, при поиске доплеровского сдвига в приложении радара X-диапазона вы не найдете много аналого-цифровых преобразователей, способных обрабатывать 10 ГГц!)
Схематическое обозначение смесителя
Смеситель может быть простым, например, с одним диодом, или может быть намного сложнее для повышения производительности.
Две широкие категории смесителей, обычно используемых в микроволновых устройствах, — это переключающие смесители и нелинейные смесители . Импульсные смесители включают в себя однобалансные и двухбалансные смесители, которые являются наиболее распространенными и имеют наиболее предсказуемые характеристики, но нелинейные смесители позволяют перейти на гораздо более высокие частоты (вплоть до миллиметрового спектра). Даже в переключающих микшерах вам все равно нужно нелинейное устройство. Нелинейное устройство в смесителе чаще всего представляет собой диод Шоттки, но также может быть полевым транзистором или другим транзистором. PIN-диоды никогда не используются для смесителей, они слишком медленно переключаются. (Спасибо, Майлз!)Вот полезное видео от Кристофера Марки с хорошим введением в тему микшеров:
Порты микшера
На микшере есть три порта, порт радиочастоты (RF), порт гетеродина (LO) и порт промежуточной частоты (IF).
ВЧ-порт — это место, где подается высокочастотный сигнал, который вы хотите преобразовать с понижением частоты, или где высокочастотный сигнал выводится в преобразователе с повышением частоты.
В порт гетеродина (LO) подается «мощность» для микшера. В этом случае подаваемая мощность является ВЧ, а не постоянной, как в усилителе. Сигнал гетеродина является самым сильным сигналом и используется для включения и выключения диодов в переключение микшер (это девять из десяти микшеров). Действие переключения эффективно изменяет путь RF к IF.
Через порт ПЧ передается ВЧ-сигнал, который был изменен сигналом гетеродина, и его форма волны фильтруется, чтобы стать сигналом ПЧ.
Активные и пассивные смесители
Несмотря на то, что для работы смесителя используется достаточное количество мощности гетеродина, смеситель считается пассивным устройством, если он не содержит средств усиления преобразованного сигнала с использованием питания постоянного тока.
Один из типов активного микшера, о котором вы, возможно, слышали, — это микшер с ячейками Гилберта, описание которого мы обещаем рассказать в другой раз!Преобразователи с понижением частоты и преобразователи с повышением частоты
Вы можете использовать микшер для преобразования сигнала вниз по частоте (как в приемнике) или вверх по частоте (как в передатчике или возбудителе), потому что это взаимное устройство.
Боковые полосы
Когда две синусоидальные волны бьются друг о друга, вы получаете как суммарную, так и разностную частоты. В простейшей форме математика смесителя представлена в следующем тригонометрическом тождестве, которое вы должны были выучить в колледже:
sin( 1 t) x sin( 2 t)=1/2{(cos[( 1 — 2 )t] — cos[( 1 + 2 )t]} смеситель умножает два сигнала, что приводит к сумме и разности частот.Если ваш ВЧ-сигнал составляет 10 ГГц, а ваш гетеродин — 9 ГГц, вы получите два выходных сигнала, один на 1 ГГц и один на 19 ГГц.
В конструкции приемника вы будет отбрасывать сигнал 19 ГГц с помощью простой структуры нижних частотВЧ-частота по сравнению с частотой изображения
При аналогичном анализе есть два ВЧ-сигнала, которые будут преобразованы с понижением частоты до одной и той же ПЧ частоты, которые известны как ВЧ и «изображение» частот. В случае 10 ГГц РЧ и 9ГГц LO, изображение появляется на частоте 8 ГГц. Изображение может вызвать всевозможные разрушения в системе приемника по двум причинам. Во-первых, возможно, что мешающий сигнал на частоте изображения будет ошибочно принят за «истинный» сигнал и даже может насытить ваш приемник, если он достаточно сильный. И, во-вторых, шум на частоте изображения будет добавлять непосредственно к вашему отношению сигнал/шум, искажая ваш коэффициент шума, даже если вы поставите перед микшером малошумящий усилитель. Без обработки изображение часто увеличивает коэффициент шума приемника на 3 дБ! Два способа избавиться от изображения — удалить его с помощью фильтра перед микшером или использовать микшер подавления изображения.
Микшер с двумя боковыми полосами и микшеры с подавлением изображения
Обычно микшер обрабатывает обе боковые полосы, и вы можете устранить нежелательную боковую полосу, используя преселекторный фильтр. Смеситель, который обрабатывает обе боковые полосы, называется двухполосным смесителем , смеситель подавления изображения называется однополосным смесителем .
Смеситель верхних частот и смеситель нижних частот (HSM/LSM)В однополосном приемнике можно обрабатывать любую из боковых полос. Смеситель верхнего плеча — это смеситель, в котором частота гетеродина выше, чем ВЧ, смеситель нижнего плеча — это смеситель, в котором частота гетеродина ниже.
Потери/усиление при преобразованииЭто разница в амплитуде доступного ВЧ-сигнала и выходного сигнала ПЧ (преобразователь с понижением частоты) или между сигналом ПЧ и сигналом ВЧ (преобразователь с повышением частоты). Для пассивных смесителей величина усиления преобразования всегда меньше единицы, возможно, от -5 до -10 дБ.
Говоря о данных о потерях при преобразовании в дБ, мы знаем, что многие инженеры приходят в замешательство, когда кто-то ссылается на что-то с потерями как на « минус потерь в дБ», когда, конечно, должно быть положительная потеря , если она пассивна, потому что знак минус неявно присутствует в слове потеря . Люди, которые зацикливаются на этом, носят слишком тесное нижнее белье. По нашему мнению, потеря может быть выражена со знаком минус или без него, если только вы не отправляете статью IEEE, и тогда вы можете захотеть сделать это правильно, если хотите, чтобы она была принята.
Измерения развязки смесителя
В идеальном смесителе РЧ-сигналы и сигналы гетеродина не будут подаваться на порт ПЧ, а гетеродин не будет поступать на порт РЧ. Следует учитывать три важные изоляции:
РФ по IF
LO до IF
LO в RF
LO, в частности, представляет проблему, потому что обычно это гораздо более сильный сигнал, чем два других.
Шпоры Проблема с LO (или RF) на выводе ПЧ заключается в том, что эти сигналы могут вызывать другие паразитные продукты позже в цепочке и, возможно, насыщать усилитель ПЧ, если они достаточно сильны. Проблема с LO в РЧ-порте заключается в том, что это может привести к тому, что ваш приемник излучает РЧ-энергию на антенный порт и вызовет у вас проблемы с FCC или, что еще хуже, ваш истребитель будет замечен ракетой класса «земля-воздух».Слово «шпора» является аббревиатурой от «ложный сигнал». Это нежелательные продукты, которые могут проникнуть в вашу полосу ПЧ, если вы не знаете, что делаете, когда разрабатываете частотный план вашей системы, и не знаете ограничений типа микшера, который вы планируете использовать. Любое нелинейное устройство, при представлении двух или более входных частот, будет выводить не только входные частоты, но также гармоники и продукты интермодуляции входных частот. Выражение, обычно используемое для продуктов смешивания:
F IF = M x F RF + N x F LO
В принципе, существует бесконечное количество возможностей, связанных с несколькими частотами RF и LO.
«Насосный» сигнал У нас есть отдельная страница, посвященная этой теме. И еще одна страница в шпоровых чартах!LO иногда называют «насосным» сигналом. Говорят, что субгармонические смесители имеют субгармоническую накачку. Вероятно, это каким-то образом связано с тем, что англичане называют трубы «клапанами», они, кажется, зациклены на ссылках на сантехнику…
Некоторые эмпирические правила микшера:
Точка компрессии микшера в один дБ обычно на 6 дБ меньше указанной мощности гетеродина.
Коэффициент шума микшера примерно равен величине его потерь на преобразование или чуть меньше. Например, микшер с усилением преобразования -6 дБ может иметь коэффициент шума 5,5 дБ. Смотрите эту страницу для текущих объяснений (или разногласий!)
Вы должны измерить обратные потери трех портов микшера при указанном уровне возбуждения гетеродина, иначе вы увидите плохие результаты, потому что диоды не будут включены. Это означает, что вам необходимо измерить обратные потери гетеродина при соответствующей мощности, что обычно невозможно с помощью анализатора цепей.
Что такое микшер частот? Определение, типы и применение частотного смесителя
Определение : частотный смеситель представляет собой нелинейное устройство . Он генерирует ряд частот при подаче двух разных частот на вход смесителя. Это основной процесс в радиочастотной технологии и дизайне .
Здесь входная частота преобразуется в различные частотные компоненты для более эффективной обработки сигналов.
Ниже ясно показано, что из двух предоставленных частот одна является входным сигналом, а другая — сигналом гетеродина.
Давайте посмотрим на смеситель частот, схематично показанный на рисунке-
Как мы видим, на смеситель частот подаются два входа. Один представляет собой напряжение входящего РЧ-сигнала с частотой f S , а другой представляет собой напряжение гетеродина с частотой f O .
Частотный смеситель считается нелинейным устройством, так как имеет нелинейные динамические характеристики .
По этой причине два входных напряжения после гетеродинирования в смесителе создают выходной ток. Этот вывод содержит частотную составляющую f S , f O , mf O ± nf S , где m и n — целые числа.Применяется настроенная схема вне смесителя, которая создает компонент разностной частоты. Эта разностная частота известна как промежуточная частота .
Обозначается как –
f i = f O – f S
Таким образом, мы можем сказать, что напряжение каждого радиочастотного сигнала сводится к промежуточной частоте. Его стандартное значение составляет 455 кГц для AM .
Для получения промежуточной частоты частота гетеродина должна быть больше частоты сигнала. Она должна изменяться таким образом, чтобы на выходе сохранялась разностная частота.
Чтобы получить подробное объяснение о промежуточной частоте, обратитесь к нашей предыдущей статье Супергетеродинный приемник.
1. Смеситель с самовозбуждением . Схемы смесителей, в которых используются полевые транзисторы или МОП-транзисторы , известны как смесители с самовозбуждением.
Здесь входной сигнал составляет V I = V M1 SIN ω L T и
.
Здесь, V i находится на более низкой частоте по сравнению с сигналом гетеродина. Низкочастотный входной сигнал подается на базу, а сигнал генератора подается на незашунтированный эмиттер транзистора.
Таким образом, можно сказать, что выход имеет две частотные составляющие.
Суммарная частота (ω H + ω L ) и разностная частота (ω H – ω L ) . Эта разница в частоте известна как Промежуточная частота .
Сеть выбора частоты, используемая на выходе смесителя, выбирает промежуточную частоту.Но,
V GS = V G — V S
V GS = V I — V OSC = V 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 .
1104 t – V 2 sin ω 2 t
Преимущества смесителя на полевых транзисторах
2. Смеситель с независимым возбуждением – Схемы смесителей, включающие диоды, известны как смесители с независимым возбуждением.
Входное напряжение двух диодов D 1 и D 2 в случае положительного полупериода Vi определяется как:-
В D1 = В OSC + V I
V D2 = V OSC — V I
SO, входное напряжение до D 1 будет выше по сравнению с DA .В результате ток I D1 через диод D 1 будет больше по сравнению с D 2 .
I D1 > I D2
Напряжение на трансформаторе T 2 т. е. выходное напряжение пропорционально чистому первичному току. Этот чистый первичный ток определяется как ( I D1 — I D2 )
Следовательно, V O ∝ I D1 — I D2
Аналогично, в случае негативного цикла, текущий D 2 . больше по сравнению с D 1 . Это связано с тем, что вход D 2 теперь будет выше по сравнению с D 1 . Из-за этого чистый ток T 2 отрицателен, и индуцированное напряжение также будет отрицательным.
