Τι είναι ο πολλαπλασιαστής συχνότητας;

Ο πολλαπλασιαστής συχνότητας είναι μια συσκευή που παράγει μια έξοδο με μια συχνότητα που είναι ένα περίεργο ή ακόμα και πολλαπλάσιο της συχνότητας εισόδου.Για παράδειγμα, για ένα σήμα με συχνότητα 100.000 κύκλων ανά δευτερόλεπτο (CPS) ή 100 kilohertz (KHz), ένας πολλαπλασιαστής συχνότητας μπορεί να παράγει ένα σήμα 200 ή 300 kHz.Ο πολλαπλασιαστής συχνότητας χρησιμοποιείται συνήθως στα κυκλώματα επικοινωνίας για την παραγωγή της επιθυμητής συχνότητας σήματος, δεδομένης της συχνότητας αναφοράς.

Ο κύριος μηχανισμός για έναν πολλαπλασιαστή συχνότητας ονομάζεται μη γραμμική μεταφορά σήματος.Όταν μια έξοδος γεννήτριας συχνότητας εμφανίζεται σε έναν αναλυτή φάσματος, υπάρχει μια ενιαία κατακόρυφη γραμμή με ένα κορυφαίο άκρο ευθυγραμμισμένο με το πλάτος του σήματος.Το επίπεδο μπορεί να είναι 1 volt (v).Ο οριζόντιος άξονας υποδεικνύει τη συχνότητα αυτού του σήματος.Για παράδειγμα, η συχνότητα ενός σήματος 500 εκατομμυρίων Hertz (Hz) ή 500 megahertz (MHz) θα αναφέρεται στον οριζόντιο άξονα του αναλυτή φάσματος. Όταν η συχνότητα αναφοράς τροφοδοτείται σε μη γραμμική συσκευή όπως μια τάξηC ενισχυτή ή ανιχνευτής διόδου, το αποτέλεσμα είναι ένα φάσμα συχνοτήτων με αρμονικές ή πολλαπλάσια της αρχικής συχνότητας.Χρησιμοποιώντας ένα φίλτρο ζώνης με δυνατότητα να περάσει μόνο τις επιθυμητές εξόδους, το αποτέλεσμα είναι η επιθυμητή αρμονική.Στο παραπάνω παράδειγμα 500 MHz, μπορεί να προκύψει μια δεύτερη αρμονική στα 1.000 MHz.

Η προσέγγιση πολλαπλασιαστή συχνότητας χρησιμοποιείται σε ειδικές περιπτώσεις όπου απαιτείται μόνο μία συχνότητα εξόδου, λόγω των διαφόρων συνδυασμών φίλτρων ζώνης που απαιτούνται για την παραγωγή καθαρού ημιτονοειδούςσήματα.Για παράδειγμα, μπορεί να μην είναι δυνατή η άμεση παραγωγή ενός σήματος 10 δισεκατομμυρίων κύκλων ανά δευτερόλεπτο ή 10-gigahertz (GHz).Μπορεί να είναι δυνατή η χρήση ενός ταλαντωτή 5 GHz ή γεννήτριας συχνότητας, ακολουθούμενη από πολλαπλασιαστή και φίλτρο ζώνης που συντονίζεται στα 10 GHz.Ένας φορέας FM που μετατοπίζεται σε συχνότητα στην επιθυμητή συχνότητα μετάδοσης.Ο μίξερ, σε αντίθεση με τον πολλαπλασιαστή συχνότητας, απαιτεί δύο εισόδους.Παρόλο που ορίζεται ως αναλογικός πολλαπλασιαστής, η έξοδος του μίξερ παράγει πραγματικά άθροισμα και διαφορές των σημάτων εισόδου.

Ο ετεροδομικός φραγμός Varactor (HBV) είναι μια ειδική διάταξη διόδου back-to-back που έχει χωρητικότητα που ποικίλλει ανάλογα με την τάση σε ολόκληρο τοΔίοδος.Ένας Varactor ενός diode χρησιμοποιεί μία μόνο δίοδο με χωρητικότητα που αλλάζει με το επίπεδο αντίστροφης προκατάληψης στη δίοδο.Η χωρητικότητα κορυφώνεται όταν η τάση είναι μηδενική, ενώ η χωρητικότητα πέφτει στη θετική ή αρνητική ταλάντευση της τάσης κατά μήκος του HBV.Αυτό το χαρακτηριστικό κάνει το HBV χρήσιμο για πολλαπλασιασμό συχνότητας.