NEA · Kapitel 13 · Einheit 5

Mischer II

Folien

NEA-13.5.1.

Im linearen Bereich von Steuerkennlinien finden keine Verzerrungen der Eingangssignale statt da zu jeder Änderung eines Eingangssignals eine prozentual gleichgroße Änderung des Ausgangssignals erfolgt. Mathematisch entspricht dies einem linearen Verhalten (Addition). Ein Beispiel für eine durchgehend lineare Steuerkennlinie ist ein Widerstand. An linearen Steuerkennlinien oder im linearen Bereich von Steuerkennlinien findet kein Mischprozess statt.

Im nichtlinearen Bereich von Steuerkennlinien finden Verzerrungen der Eingangssignale statt, da eine Änderung eines Eingangssignals keine prozentual gleichgroße Änderung eines Ausgangssignals bewirkt. Mathematisch entspricht dies einem nichtlinearen Verhalten bei dem eine Multiplikation der Eingangsgrößen stattfindet und daher zusätzliche Mischprodukte (abhängig von der Form der Kennlinie) entstehen. Daher findet im nichtlinearen Bereich von Steuerkennlinien immer ein Mischprozess statt. Mischprodukte erzeugen immer zusätzliche Frequenzen im Ausgangssignal welche überwiegend als Summen und Differenzen der Eingangsfrequenzen im Ausgangssignal vorliegen.

In der Praxis bilden sich jedoch auch viele unerwünschte Mischprodukte höherer Ordnung, die durch technische Maßnahmen wie Filterung gezielt unterdrückt werden müssen.

Prüfungsfrage AF212

In welchem Bereich der Steuerkennlinie arbeitet die Mischstufe eines Überlagerungsempfängers?

NEA-13.5.2. Durch seinen damit symmetrischen Aufbau werden die Eingangssignale im Ausgang maximal unterdrückt. Andere Mischerbauformen wie z.B. Doppeldiodenmischer, Dualtransistormischer sowie additive Diodenmischer leiten durch ihren unsymmetrischen Aufbau immer auch eines der Eingangssignale auf den Ausgang durch.

Funktionsweise eines Ringmischers:

Der Lokal-Oszillator ($U_2$ im Schaubild) schaltet immer zwei gegenüberliegende Dioden während einer Halbwelle leitend, während die beiden anderen Dioden gesperrt sind. In der nächsten Halbwelle des Lokal-Oszillators kehren sich die Verhältnisse genau um. Hierfür muss die Amplitude des Lokal-Oszillators ($U_2$) ausreichend hoch sein, damit die Dioden während der positiven und negativen Halbwellen ausreichend durchgesteuert werden können.

Hierdurch arbeitet der Diodenring als Polwender für das am Eingang anliegende Signal ($U_1$). Zum erreichen eines guten Mischergebnisses bezüglich unerwünschter Mischprodukte und Unterdrückung des Eingangssignals muss dessen Amplitude deutlich kleiner sein als die Amplitude des Lokal-Oszillators. Optimale Werte werden durch sog. High-Level-Ringmischer erreicht, deren LO-Eingangspegel im Bereich von bis zu $10 mW$ liegen können.

Der Balancemischer, der auch als Ringmischer oder Ringmodulator bezeichnet wird, ist am besten geeignet um unerwünschte Ausgangssignale zu unterdrücken.

Prüfungsfrage AF213

Durch welchen Mischer werden unerwünschte Ausgangssignale am stärksten unterdrückt?

Prüfungsfrage AF214