Cambio de fase de 90 grados y mezcla de frecuencia

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Pretendo generar una onda sinusoidal de 14 MHz de frecuencia (sin utilizar osciladores basados en LC como hartley o colpitt). Sin embargo, solo tengo a mi disposición un amplificador operacional con GBP 3 MHz. Así que planeo generar primero una onda de 500 KHz (usando el oscilador del puente de Wien probablemente) y luego aumentarla utilizando mezcladores.

En primer lugar, ¿existe una mejor alternativa para generar 14 MHz (de nuevo, no se utilizan osciladores basados en LC)?

También, requiero que la onda de 14 MHz se desplace en fase en 90 grados. De nuevo, debido a la falta de componentes, solo puedo usar el mismo amplificador operacional y realizar un integrador o diferenciador para el cambio de fase.

Ahora aquí está la pregunta importante:

¿El cambio de fase y la mezcla son conmutativos?

Es decir, ¿puedo primero cambiar de fase la onda de 500 KHz y luego mezclarla para aumentar la frecuencia a 14 MHz o tengo que mezclar primero y luego aplicar el cambio al final (que obviamente no puedo)?

Si lo son, ¿qué otras cosas debo tener en cuenta en esta operación?

    

2 respuestas

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¿Cuál es tu aplicación? Por lo que ha mencionado hasta ahora, me arriesgaré y diré que suena como si estuviera intentando construir un oscilador local de 14MHz para un mezclador / detector de cuadratura en la banda de 20 metros de radioaficionados, así que Abordaré algunos problemas específicos de esa aplicación (aunque estos problemas no son exclusivos de esa aplicación).

Primero, para responder a su pregunta, querrá obtener la señal de 14MHz generada primero , luego aplicar el cambio de fase de 90 grados. Hay un par de razones para esto, que incluyen, entre otras:

  1. Una vez que tenga sus señales en fase ("I", aka, no desfasadas) y en cuadratura ("Q", aka, 90 grados desplazados), ahora tiene dos señales separadas, así que si desea tomar Una señal de 500 kHz y el uso de mezcladores para multiplicarlo hasta 14 MHz, ahora tiene que tener dos cadenas de mezcladores, una para cada señal.
  2. Sus dos cadenas de mezclador ahora deben ser idénticas en todos los aspectos para garantizar que no se produzcan cambios de fase adicionales entre sus señales I y Q. La física / murphy hace esto difícil.

Entonces, es más fácil y más práctico hacer el cambio de fase en último lugar. Ya que parece que solo necesitas un oscilador de frecuencia fija, esto se puede hacer simplemente con componentes pasivos; consulte la figura 6 (y el texto correspondiente) de este artículo de la ARRL .

También puede usar un par de flip flops tipo D para generar sus señales I y Q, que funcionarían en un amplio rango de frecuencias, pero requiere que su oscilador esté funcionando a 14 * 4 = 56MHz; hay un ejemplo de esto en la sección "Generación de señales de oscilador local en cuadratura de I / Q" de esta página .

Ahora, incluso si hizo uno de los anteriores y generó las señales I y Q de 14 MHz, creo que no estaría muy contento con el resultado. Aunque no lo mencionó, por su descripción supongo que su oscilador de amplificador operacional de 500 kHz es una forma de oscilador de relajación RC. Esos tienen una estabilidad de frecuencia terrible (con respecto a, por ejemplo, un oscilador de cristal), y para empeorar las cosas, multiplicar la señal también multiplica la inestabilidad de la frecuencia.

Del mismo modo, especialmente en los osciladores locales WRT, el ruido de fase es muy importante; la multiplicación de una señal aumentará (empeorará) el ruido de fase en un factor de 20 * log (N), donde N es el factor de multiplicación. Sin entrar en demasiados detalles sobre el ruido de fase, como ocurre con la mayoría de las formas de ruido, menos es generalmente mejor.

Entonces, dado que parece que se necesita un oscilador de frecuencia fija en / alrededor de 14MHz, recomiendo encarecidamente construir un oscilador de cristal. El diseño del oscilador Pierce es particularmente popular, ya que es difícil de superar en términos de simplicidad y rendimiento. Puede usar un transistor Jellybean (por ejemplo, 2N3904) para el amplificador, o usar un IC de puerta lógica inversor; hay una pregunta relacionada aquí que puede ayudarte a empezar; luego puede hacer un circuito de cambio de fase pasivo / activo, como se mencionó anteriormente, para obtener sus señales I y Q.

Por cierto, si mi presentimiento acerca de su solicitud es correcto, sospecho que su comentario "Me temo que tiene que ser una sinusoide" probablemente sea incorrecto. La mayoría de los mezcladores funcionan mejor con la entrada LO de onda cuadrada, ya que enciende los diodos / transistores del mezclador más rápido.

    
respondido por el devttys0
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¿Puede ser una onda cuadrada?
Tal vez el oscilador de cristal. O un RC más inversores digitales.

Para los osciladores de transistores, y simulación. A veces es difícil conseguir los osciladores. Yendo en especia. No soy un experto en especias, pero a veces le doy a los osciladores un "golpe" para empezar.
(golpéalos con un pulso de una vez / onda cuadrada).

Y si eso no funciona, intente soldar los circuitos.
La realidad rige sobre la simulación. (La soldadura es el lenguaje de programación favorito de Bob Peases: ^)

No creo que tengas mucha suerte al llegar a 14 MHz desde 500 kHz, Eso va a ser alrededor de 5 pasos de duplicación.

    
respondido por el George Herold

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